Ultrasonic descalers are used in dentistry to remove calculus and other contaminants from teeth. One mechanism which may assist in the cleaning is cavitation generated in cooling water around the descaler. The spatial distribution of cavitation around three designs of descaler tips and under three load conditions has been observed using sonochemiluminescence from a luminol solution and compared with the vibratory motion of the tips in a water bath, characterised by scanning laser vibrometry. The type of cavitation was confirmed by acoustic emission analysed by a ‘Cavimeter’ supplied by NPL. Surface profilometry and SEM of eroded hydroxyapatite pellets was performed to quantitatively study the erosion caused by a descaler tip in both contact and non-contact modes. Densitometry was used to study the erosion of black ink from a glass microscope slide, and determined that under the majority of conditions, no erosion was demonstrated via cavitation, by descalers operating in non-contact mode, although significant erosion was demonstrated with the tip in contact with the slide.

Este trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar um compósito de colágeno com silicato e hidroxiapatita a ser possivelmente utilizado para capeamento pulpar direto e em pulpotomia como material endodôntico em prevenção ao tratamento radical de canais radiculares que em virtude de suas anatomias dificultam a utilização de biomateriais no interior dos mesmos. Embora materiais para este fim estejam disponíveis no mercado, na maioria dos casos não são isentos de agressão na zona do reparo. O colágeno utilizado foi do tipo I na forma aniônica que foi misturado com silicato (cimento Portland branco) e hidroxiapatita em proporções variadas. Os materiais obtidos foram caracterizados por técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de dispersão de energia de Raios-X (EDX) e espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). A presença de colágeno no compósito foi demonstrada por transições térmicas típicas daquelas encontradas para o colágeno do tipo I ('APROXIMADAMENTE' 48 graus Celsius), independentemente da proporção utilizada, e também por MEV, onde as fibras colagênicas também puderam ser observadas interligando as partículas de silicato. Em função das quantidades de colágeno utilizadas, a composição química dos compósitos foi praticamente aquela descrita para o silicato inicial utilizado. Estes resultados mostraram que a estrutura da matriz colagênica nos compósitos estudados não foi alterada, uma característica importante para a utilização dos materiais propostos na endodontia objetivando uma reparação dos tecidos envolvidos de uma forma “mais natural" / In this work was prepared and characterized collagen composites with silicate and hydroxyapatite for pulp capping; post pulpotomy usage, as endodontic material. Even though materials for this purpose are available, in most case they suffer degradation in the repair zone when. Was used type I collagen in the form anionic mixed with silicate (white Portland cement) and hydroxyapatite in various proportions. The materials were characterized by standard differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), scanning electronic microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (FTIR), energy dispersion X-Ray (EDX). The presence of the collagen in the composite was checked via the thermal transitions typical for collagen type I ('APPROXIMATE' 48 Celsius degrees), independently of the proportion used and also via MEV, in which the collagenic fibers could also be seen interconnecting the silicate particles. For the amounts of collagen used, we find the chemical composition of the composites is essentially the same as that of the silicate we started with. This results showed that the structure of the collagenic matrix in the composite studied is not altered – an important feature for the use of the proposed materials in endodontic applications aiming at repairing the relevant tissues in a “more natural way"

Este trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar um compósito de colágeno com silicato e hidroxiapatita a ser possivelmente utilizado para capeamento pulpar direto e em pulpotomia como material endodôntico em prevenção ao tratamento radical de canais radiculares que em virtude de suas anatomias dificultam a utilização de biomateriais no interior dos mesmos. Embora materiais para este fim estejam disponíveis no mercado, na maioria dos casos não são isentos de agressão na zona do reparo. O colágeno utilizado foi do tipo I na forma aniônica que foi misturado com silicato (cimento Portland branco) e hidroxiapatita em proporções variadas. Os materiais obtidos foram caracterizados por técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de dispersão de energia de Raios-X (EDX) e espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). A presença de colágeno no compósito foi demonstrada por transições térmicas típicas daquelas encontradas para o colágeno do tipo I ('APROXIMADAMENTE' 48 graus Celsius), independentemente da proporção utilizada, e também por MEV, onde as fibras colagênicas também puderam ser observadas interligando as partículas de silicato. Em função das quantidades de colágeno utilizadas, a composição química dos compósitos foi praticamente aquela descrita para o silicato inicial utilizado. Estes resultados mostraram que a estrutura da matriz colagênica nos compósitos estudados não foi alterada, uma característica importante para a utilização dos materiais propostos na endodontia objetivando uma reparação dos tecidos envolvidos de uma forma “mais natural” / In this work was prepared and characterized collagen composites with silicate and hydroxyapatite for pulp capping; post pulpotomy usage, as endodontic material. Even though materials for this purpose are available, in most case they suffer degradation in the repair zone when. Was used type I collagen in the form anionic mixed with silicate (white Portland cement) and hydroxyapatite in various proportions. The materials were characterized by standard differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), scanning electronic microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (FTIR), energy dispersion X-Ray (EDX). The presence of the collagen in the composite was checked via the thermal transitions typical for collagen type I ('APPROXIMATE' 48 Celsius degrees), independently of the proportion used and also via MEV, in which the collagenic fibers could also be seen interconnecting the silicate particles. For the amounts of collagen used, we find the chemical composition of the composites is essentially the same as that of the silicate we started with. This results showed that the structure of the collagenic matrix in the composite studied is not altered – an important feature for the use of the proposed materials in endodontic applications aiming at repairing the relevant tissues in a “more natural way”

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 segunda parte.pdf: 13120684 bytes, checksum: 7f5b58e082362277c3f35194b945dce3 (MD5) Previous issue date: 2009-03-02 / Apatites have been widely studied lately as bioceramics in the search for materials which are more and more biocompatible with biological tissues. Unavoidably, the implant of any kind of material in a human body originates a response from this body, characteristic which does not depend only on the nature and composition of the biomaterial, but also on factors as specific as form, size, geometry and properties and superficial characteristics, regarding these materials. This work studied the synthesis of bovine collagen-hydroxyapatite analyzing the influence of drying and ageing time on the morphologic and structural characteristics of hydroxyapatite. Drying was carried out through two methods: oven and freeze drying. Samples were characterized through spectroscopy in the infrared region, differential thermal and thermogravimetric analyses, X-ray diffractometry, particle average size distribution, specific superficial area through BET method and transmission and scanning electronic microscopy. The micrographs obtained through transmission electronic microscopy reveal the formation of crystal agglomerates of nanometric size with acicular form. However, the influence of collagen and drying methods on the results obtained from distribution of particles average size, specific superficial area and SEM was observed. By comparing drying methods, it can be said that freeze dried samples presented different characteristics among themselves, although they still present desired characteristics to obtain apatites for future applications. / As apatitas têm sido largamente estudadas nos últimos anos como biocerâmicas com o intuito de buscar materiais cada vez mais biocompativeis com os tecidos biológicos. Inevitavelmente, a implantação de qualquer tipo de material em um organismo humano origina uma resposta do organismo característica que não depende somente da natureza e composição do biomaterial, mas também de fatores tão específicos como à forma, o tamanho, a geometria e as propriedades e características superficiais, com respeito aos materiais. Neste trabalho estudou-se a síntese da hidroxiapatita-colágeno bovino analisando a influência da secagem e do tempo de envelhecimento nas características morfológicas e estruturais da hidroxiapatita A secagem foi realizada por dois métodos: estufa e liofilização. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho, analise térmica diferencial e termogravimetrica, difratometria de raios X, distribuição do tamanho médio das partículas, área superficial especifica pelo método BET e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. As micrografias obtidas por microscopia eletrônica de transmissão revelam a formação de aglomerados de cristais de tamanhos nanométricos, e com forma acicular. Pela análise de raios X verifica-se que a presença de colágeno durante a síntese não compromete a estabilidade da fase hidroxiapatita. Entretanto, observa-se a influência da presença de colágeno, da secagem e do tempo de envelhecimento nos resultados obtidos de distribuição do tamanho médio de partículas e área superficial específica. Os resultados mostram a importância do processamento nas características finais do material, sendo que no processo de liofilização e com tempo de envelhecimento de 30 dias ocorre um aumento da área superficial específica do pó, cujo o valor determinado é de 89,10 m2/g, sendo assim apresentam maior tendência em formar aglomerados do que as secas em estufa.

L'organisme humain présente de nombreuses constantes de régénération tissulaires et c'est cette caractéristique essentielle qui maintient l'équilibre physiologique. Toutefois, l'existence de lésions importantes provoquée par un déséquilibre interne ou externe peut empêcher l'organisme de s'auto-régénerer. Dans ce cas, l'application des biomatériaux développés pour des applications biomédicales peuvent améliorer le processus de guérison. Pour les applications en tissus durs, les biomatériaux doivent posséder des propriétés similaires aux matrices naturelles tant sur le plan biologique que physico-mécanique. Dans les applications en bioingénierie osseuse, les composites à base de collagène (Col) et d'hydroxiapatite (HA) sont devenus tellement performant qu'ils peuvent être classifiés comme des matériaux biomimétiques. Cette thèse propose la production d'une matrice 3-D poreuse à base d'HA et de Col (50:50wt%). Ce composite réticulé par le glutaraldéhyde a été caractérisé par des différentes techniques et servira de support pour la culture cellulaire. Des cellules estromales ostéoprogénitrices ont été cultivées dans un environnement statique et dynamique (deux vitesse de flux) et leurs capacités de colonisation ainsi que leurs comportements d'adhésion, de prolifération, de différentiation seront observés. A travers les résultats de diffraction de rayons X et de spectroscopie infrarouge, il est possible d'affirmer la présence dans la matrice collagène d'une phase minérale peu cristalline constituée par de l'hydroxiapatite carbonatée du type-B déficiente en calcium. La viabilité cellulaire a été fortement influencée par les systèmes de culture au cours des 21 jours. Les résultats du système dynamique en haute vitesse montrent une excellente capacité du composite à supporter les processus cellulaires. Les cellules sont capables d'adhérer, de proliférer et de coloniser la matrice tridimensionnelle.

91f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-23T13:36:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ana Emilia.pdf: 3842407 bytes, checksum: 06b8d72eed292f7ebdf42b0a223ed0f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-08T11:44:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ana Emilia.pdf: 3842407 bytes, checksum: 06b8d72eed292f7ebdf42b0a223ed0f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-08T11:44:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ana Emilia.pdf: 3842407 bytes, checksum: 06b8d72eed292f7ebdf42b0a223ed0f6 (MD5) Previous issue date: 2010 / A bioengenharia tecidual tem possibilitado o desenvolvimento de biomateriais e técnicas inovadoras capazes de restituir a qualidade de vida aos pacientes com perdas ósseas, após a remoção de grandes tumores ósseos, traumas e em algumas doenças metabólicas. Dentre os biomateriais empregados nas terapias regenerativas destacam-se as biocerâmicas sintéticas, na forma de microesferas. Estas microesferas constituem um arcabouço que possibilita, no interstício formado entre as esferas, a difusão de fatores de crescimento e angiogênicos, a migração de cálulas osteogênicas essenciais à regeneração deste tecido. Ainda apresentam características físico-químicas semelhantes ao componente inorgânico do tecido ósseo e biocompatibilidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar a regeneração de defeitos ósseos críticos, em calvária de rato. Para tanto, utilizou-se uma amostra composta de 60 animais, dividida em quatro grupos: Gl - defeito sem biomaterial, preenchido por coágulo; Gll - microesferas de hidroxiapatita e alginato (HA - Alg); Glll - microeferas de hidroxiapatita dopadas com estrôncio (HASr); GlV - microesferas de hidroxiapatita dopadas com estrôncio e alginato (HASr -Alg), avaliados aos 15, 45 e 120 dias de pós operatório. As análises histológicas, por microscopia de luz, demonstraram neoformação óssea mais evidente no grupo Gll em todos os pontos biológicos quando comparado aos demais grupos. As microesferas implantadas nos grupos lll e lV apresentaram maior fragmentação quando comparadas com as do grupo ll, provavelmente devido à adição de estrôncio à estrutura da HA. A neoformação óssea caracterizada pela osteocondução foi observada de permeio a esses fragmentos do biomaterial. No grupo lll, a ausência do alginato tornou as microesferas mais porosas, com formação de septos de tecido conjuntivo e células fusiformes no interior das microesferas. Em conclusão, os biomateriais apresentaram potencial osteogênico e osteocondutor formando um arcabouço tridimensional que favoreceu a neoformação óssea. A HA associada ao alginato apresentou características histológicas mais evidentes quanto a biocompatibilidade e a osteogênese, quando comparada a HA dopada com estrôncio. / Salvador

L’organisme humain présente de nombreuses constantes de régénération tissulaires et c’est cette caractéristique essentielle qui maintient l’équilibre physiologique. Toutefois, l’existence de lésions importantes provoquée par un déséquilibre interne ou externe peut empêcher l’organisme de s’auto-régénerer. Dans ce cas, l’application des biomatériaux développés pour des applications biomédicales peuvent améliorer le processus de guérison. Pour les applications en tissus durs, les biomatériaux doivent posséder des propriétés similaires aux matrices naturelles tant sur le plan biologique que physico-mécanique. Dans les applications en bioingénierie osseuse, les composites à base de collagène (Col) et d’hydroxiapatite (HA) sont devenus tellement performant qu’ils peuvent être classifiés comme des matériaux biomimétiques. Cette thèse propose la production d’une matrice 3-D poreuse à base d’HA et de Col (50:50wt%). Ce composite réticulé par le glutaraldéhyde a été caractérisé par des différentes techniques et servira de support pour la culture cellulaire. Des cellules estromales ostéoprogénitrices ont été cultivées dans un environnement statique et dynamique (deux vitesse de flux) et leurs capacités de colonisation ainsi que leurs comportements d’adhésion, de prolifération, de différentiation seront observés. A travers les résultats de diffraction de rayons X et de spectroscopie infrarouge, il est possible d’affirmer la présence dans la matrice collagène d’une phase minérale peu cristalline constituée par de l’hydroxiapatite carbonatée du type-B déficiente en calcium. La viabilité cellulaire a été fortement influencée par les systèmes de culture au cours des 21 jours. Les résultats du système dynamique en haute vitesse montrent une excellente capacité du composite à supporter les processus cellulaires. Les cellules sont capables d’adhérer, de proliférer et de coloniser la matrice tridimensionnelle. / The progress in Tissue Engineering area allows the development of biomaterials that mimic the properties of natural tissues. For biomedical applications in mineralized tissues, composites based on hydroxyapatite (HA) and collagen (Col) have presented good results when implanted in vivo. The aim of this work was to produce a 3-D matrix and to observe the cell behaviour when stromal cells are cultured in contact with HA-Col scaffold under static and dynamic conditions. For in vitro biological evaluation, osteoprogenitor human cells (Stro+1A cells) were grown and their colonization capacity and adhesion, proliferation and differentiation behaviour were quantified. Two perfusion flow rates (0,03ml/min and 0,3ml/min) were proposed for dynamic culture. The HA-Col composite was prepared by reorganization of Col fibrils simultaneously with HA crystal nucleation and precipitation from calcium and phosphate rich solutions. Afterwards, the composites were crosslinked and sterilized by gamma radiation. Stro+1A cells were inoculated (5x105 cells/sample) into the scaffolds and cultured over 21 days in a humid incubator at 37°C and 5% CO2. Infrared spectroscopy and X-ray diffraction results suggested a calcium-deficient hydroxyapatite as mineral phase. About cell culture, the cell number increased under higher flow rate dynamic culture. By scanning electron microscopy and histological sections, we observed cells adhered and spread inside colonized scaffolds.

Several factors, including periodontal disease, can lead to alveolar bone reabsorbtion. The aim of this study was to investigate and compare the efficiency of mononuclear bone marrow cells (MN-BMC) associated with hydroxiapatite with hydroxiapatite alone, to promote bone regeneration. The dogs were separated in two groups (GI and GII) of nine animals. A defect of 4,3 mm diameter was surgically induced by a trephine bur between the dental roots of the fourth pre-molar tooth. In each dog the wound was treated with FMCB associated with HA (GII) or HA alone (GI). Bone marrow was extracted from all four members, the surgical access for this procedure consisted in the major tracanter of the femur and humerus condyle. In order to process the bone marrow a Histopaque® 1.077 gradient was used to separate the layer of mononuclear cells. A small sample of this layer was used for verification of total cell count and viability. The obtained mononuclear cells were then transplanted to the patients as soon as possible. Clinical evaluations for 7 days, radiologic examinations at 14, 45 and 60 days, and histological analyzes at 14, 45 and 60 days were made in order to investigate and compare the efficiency of the treatments in bone regeneration and/or reparation. The surgical procedure was adequate for the investigation purpose and the trephine bur permitted standardization of the bone defects. Adequate cell number and viability were obtained from the four bone marrow extractions followed by their processing. Scarring of the surgical wound was satisfactory and occurred similarly for the two groups. Both groups presented similar progress by radiological examination. Immediate postsurgical exams indicated that the bone defect had an adequate fulfillment. At 14 days, radiopacity had diminished when compared with immediate post-surgical finding; this was followed by an increase in radiopacity at 45 days, in both groups. Even though bone defect was still visible, radiopacity at 60 days was higher than that of 45 days. Histological evaluation indicated a progressive bone formation process in both groups. Immature bone was already visualized at 14 days in GII. In fact, histological and statistical analyzes provide reliable data that bone regeneration occurred in a less amount of time in GII at a probability of 5%. HA was still present at the 60 day group evaluation witch indicates that this biomaterial had not been completely absorbed at this time. Additionally, foreign body reactions were not present proving that the bone grafts used was biocompatible. In summary, this study has shown that the use of MN-BMC in combination with HA resulted in improvement in bone reparation when compared with HA alone. / Vários fatores, dentre eles a doença periodontal, podem levar à reabsorção do osso alveolar. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a fração total de células mononucleares (FTCM) proveniente da medula óssea (MO) na regeneração alveolar da mandíbula de cães, quando associadas à hidroxiapatita sintética (HA). Para isso, foram utilizados 18 cães divididos em 2 grupos (GI e GII). No GI o defeito foi preenchido somente com o biomaterial. O GII foi tratado com HA associado à FTCM. Defeitos de 4,3 mm de diâmetro foram criados entre as raízes do quarto pré-molar direito no osso alveolar. Esses foram preenchidos com o implante correspondente a cada grupo. A MO foi coletada dos quatro membros do animal. O acesso para a coleta no membro pélvico foi o trocanter maior do fêmur, já o acesso no membro torácico consistiu no côndilo maior do úmero. Da MO coletada, foi extraída a camada mononuclear por meio de centrifugação em gradiente de Histopaque® 1.077. As células mononucleares foram transplantadas logo após separação. Com a finalidade de investigar e comparar a eficiência da regeneração óssea foi realizado avaliações clínicas diárias durante uma semana; avaliações radiográficas no pós-operatório imediato, aos 14, 45 e 60 dias; e exames histológicos aos 14, 45 e 60 dias. A cicatrização da ferida ocorreu de forma satisfatória e semelhante para ambos os grupos. O exame radiográfico revelou evolução semelhante para os dois grupos. No pós-operatório imediato, esse exame, permitiu avaliar o adequado preenchimento do defeito no GI e GII. Nos dois grupos, aos 14 dias, observou-se uma diminuição da radiopacidade,em relação ao pós-operatório imediato, seguida por um aumento na mesma aos 45 dias em relação aos 14 dias. Essa evolução é esperada em um processo de reparação ósseo onde é usado como a HA. A radiopacidade aos 60 dias foi superior daquela observada aos 45 dias, mas o defeito ainda era perceptível. Os exames histológicos indicaram um processo de formação ósseo progressivo nos dois grupos. Aos 14 dias, havia presença de trabéculas ósseas no GII, não sendo observadas no GI nessa data. De fato, o GII apresentou um processo de regeneração óssea mais acelerada em relação ao GI até os 45 dias, sendo comprovado estatisticamente pela presença em maior quantidade de matriz óssea no GII aos 45 dias, ao nível de significância de 5%. Ainda era perceptível a presença da HA em algumas amostras aos 60 dias indicando que essa não foi completamente reabsorvida. Nenhuma reação do tipo corpo estranho foi observada, portanto, comprovando a biocompatibilidade do material. Coletivamente, os resultados obtidos neste trabalho mostraram que a associação da FTCM provenientes da medula óssea de cães à HA favoreceu a regeneração óssea em defeitos realizados no osso alveolar da mandíbula de cães. Quando comparada ao uso somente da hidroxiapatita sintética, esse processo de regeneração ocorreu de forma mais rápida em defeitos preenchidos com o biomaterial associado à FTCM.