Lanthanide-encoded polystyrene-co-methacrylic acid (P(S-MAA)) microspheres with narrow size distributions were synthesized by two-stage dispersion polymerization. I examined how the amounts of methacrylic acid (MAA) and lanthanide (Ln) salts affect the composition of the particles formed in the reaction. Also, I performed a systematic study of Ln ion release into different aqueous solutions. In normal buffers, these particles were stable against ion leakage, even upon prolonged storage and stirring. When strong chelating agent ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) were present in buffer, the loss of Ln ions increased to 15 % after 8 weeks. A preliminary kinetic study of Ln ion incorporation was performed to help understand the particle formation mechanism.

Lanthanide-encoded polystyrene-co-methacrylic acid (P(S-MAA)) microspheres with narrow size distributions were synthesized by two-stage dispersion polymerization. I examined how the amounts of methacrylic acid (MAA) and lanthanide (Ln) salts affect the composition of the particles formed in the reaction. Also, I performed a systematic study of Ln ion release into different aqueous solutions. In normal buffers, these particles were stable against ion leakage, even upon prolonged storage and stirring. When strong chelating agent ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) were present in buffer, the loss of Ln ions increased to 15 % after 8 weeks. A preliminary kinetic study of Ln ion incorporation was performed to help understand the particle formation mechanism.

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades mecânicas e a liberação de íons de compósitos experimentais contendo DCPD após diferentes períodos de imersão. Nanopartículas de DCPD (10 vol%) foram incorporadas em misturas equimolares de BisGMA e TEGDMA ou BisEMA e TEGDMA. Foram adicionadas também 50% de partículas de vidro de bário (VB), 0,5% de canforoquinona e 0,5% de amina terciária. Como controle, materiais contendo apenas partículas de VB (60%) foram avaliados. O grau de conversão (GC) foi determinado através de near-FTIR (n=3). Através do teste de flexão biaxial foram obtidos resultados de resistência à flexão biaxial (RFB) e módulo de elasticidade (E). Fragmentos dos discos testados em flexão foram selecionados para o teste de microdureza Knoop (KHN). Os espécimes (n=10, 12x01mm) foram fraturados após 1, 30, 60 e 90 dias imersos em solução de NaCl (pH=7,0). Os dados de GC foram submetidos ANOVA de dois fatores (\"monômero\" e \"presença de DCPD\"). Dados de KHN foram analisados através de ANOVA de três fatores (\"monômero\", \"presença de DCPD\" e \"tempo de imersão\"). Comparações múltiplas foram feitas utilizando-se o teste de Tukey. Dados de RFB, E e liberação de íons foram analisados através do teste de Kruskal-Wallis e as comparações múltiplas foram feitas pelo teste de Dunn (alfa=5% em todos os casos). Independentemente da presença de DCPD, materiais contendo BisGMA apresentaram GC estatisticamente maior do que materiais com BisEMA. A substituição de VB por DCDP provocou redução nos valores iniciais de RFB para BisGMA e BisEMA e em E apenas para BisGMA. Materiais com BisGMA apresentaram valores maiores de E e KHN iniciais. Em geral, compósitos com BisGMA apresentaram maiores reduções nas propriedades mecânicas ao final de 90 dias; assim, compósitos contendo BisEMA apresentaram valores finais mais altos de KHN (independente da presença de DCPD) e RFB (apenas para materiais sem DCPD). Após 90 dias, o E e KHN dos materiais com BisGMA foram menores no compósito com DCPD. Ambos compósitos apresentaram valores crescentes de liberação de cálcio ao longo dos 90 dias, não tendo sido detectadas O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades mecânicas e a liberação de íons de compósitos experimentais contendo DCPD após diferentes períodos de imersão. Nanopartículas de DCPD (10 vol%) foram incorporadas em misturas equimolares de BisGMA e TEGDMA ou BisEMA e TEGDMA. Foram adicionadas também 50% de partículas de vidro de bário (VB), 0,5% de canforoquinona e 0,5% de amina terciária. Como controle, materiais contendo apenas partículas de VB (60%) foram avaliados. O grau de conversão (GC) foi determinado através de near-FTIR (n=3). Através do teste de flexão biaxial foram obtidos resultados de resistência à flexão biaxial (RFB) e módulo de elasticidade (E). Fragmentos dos discos testados em flexão foram selecionados para o teste de microdureza Knoop (KHN). Os espécimes (n=10, 12x01mm) foram fraturados após 1, 30, 60 e 90 dias imersos em solução de NaCl (pH=7,0). Os dados de GC foram submetidos ANOVA de dois fatores (\"monômero\" e \"presença de DCPD\"). Dados de KHN foram analisados através de ANOVA de três fatores (\"monômero\", \"presença de DCPD\" e \"tempo de imersão\"). Comparações múltiplas foram feitas utilizando-se o teste de Tukey. Dados de RFB, E e liberação de íons foram analisados através do teste de Kruskal-Wallis e as comparações múltiplas foram feitas pelo teste de Dunn (alfa=5% em todos os casos). Independentemente da presença de DCPD, materiais contendo BisGMA apresentaram GC estatisticamente maior do que materiais com BisEMA. A substituição de VB por DCDP provocou redução nos valores iniciais de RFB para BisGMA e BisEMA e em E apenas para BisGMA. Materiais com BisGMA apresentaram valores maiores de E e KHN iniciais. Em geral, compósitos com BisGMA apresentaram maiores reduções nas propriedades mecânicas ao final de 90 dias; assim, compósitos contendo BisEMA apresentaram valores finais mais altos de KHN (independente da presença de DCPD) e RFB (apenas para materiais sem DCPD). Após 90 dias, o E e KHN dos materiais com BisGMA foram menores no compósito com DCPD. Ambos compósitos apresentaram valores crescentes de liberação de cálcio ao longo dos 90 dias, não tendo sido detectadas diferenças estatisticamente significantes entre monômeros-base nos períodos de 1, 30 e 90 dias. O compósito contendo BisGMA apresentou liberações de fosfato estatisticamente maiores do que o material com BisEMA para todos os períodos de imersão, exceto após um dia. Após 60 dias a liberação de fósforo foi maior para ambos materiais em comparação aos 30 e 90 dias. Apenas para compósito contendo BisGMA foi verificada uma forte correlação linear entre liberação de cálcio e E (R2=0,990). Com base no exposto, pode-se concluir que: 1) o monômero-base utilizado afetou o GC dos materiais avaliados; 2) a presença de DCPD afetou a RFB inicial dos compósitos; 3) apenas os compósitos contendo BisGMA apresentaram reduções nas propriedades mecânicas após 90 dias; 4) ambos compósitos apresentaram diferenças nas concentrações finais de fosfato, mas não nas concentrações de cálcio liberadas; 5) houve correlação apenas entre liberação de cálcio e E de compósitos contendo BisGMA ao longo do período de imersão. Desta forma, todas as hipóteses nulas testadas devem ser rejeitadas. / The aim of the study was to evaluate the mechanical properties and ion release of experimental composites containing DCPD after different immersion periods. DCPD nanoparticles (10 vol%) were incorporated into equimolar mixtures of either BisGMA and TEGDMA or BisEMA and TEGDMA. Barium glass particles (50 vol%), 0,5% camphorquinone and 0,5% of ethyl 4-dimethylaminobenzoate were also added. Materials containing only barium glass particles (60 vol%) were considered as control groups. Degree of conversion (DC) was determined by near-FTIR (n=3). Biaxial flexural strength (BFS) and elastic modulus (E) were obtained through the biaxial flexural test. Fragments of the disk-shaped specimens tested in flexure were selected to perform the Knoop microhardness test (KHN). Specimens (n=10, 12x1mm) were tested after 1, 30, 60 and 90 days of immersion in NaCl solution (pH = 7.0). DC results were submitted to two-way ANOVA (\"monomer\" and \"presence of DCPD\"). KHN data were analyzed using three-way ANOVA (\"monomer\", \"presence of DCPD\" and \"immersion period\"). Multiple comparisons were made using Tukey test. BFS, E and ion release data were analyzed by Kruskal-Wallis/Dunn test (alpha = 5% in all cases). Regardless of the presence of DCPD, materials containing BisGMA presented statistically higher DC than materials containing BisEMA. Barium glass replacement by DCDP caused a reduction of the initial BFS for BisGMA and BisEMA composites and of initial E only for BisGMA. Materials containing BisGMA presented higher values of initial E and KHN. In general, composites containing BisGMA presented higher reductions in mechanical properties after 90 days. Thus, composites containing BisEMA presented higher final values of KHN (regardless of the presence of DCPD) and BFS (only for materials without DCPD). After 90 days, E and KHN values of materials with BisGMA were lower for the composite containing DCPD. Both composites showed increasing calcium release values during the 90 days, and no statistically significant differences were detected between composites with different monomers at 1, 30 and 90 days periods. BisGMA-containing composites showed a statistically higher phosphate release than the material with BisEMA in all immersion periods, except for one day period. After 60 days the phosphate release was higher for both materials when compared to 30 and 90 days period. Only for composite containing BisGMA a strong linear correlation between calcium release and E (R2 = 0.990) was verified. Based on the above, it can be concluded that: 1) the base-monomer affected the DC of the evaluated materials; 2) the presence of DCPD affected the initial BFS of the composites; 3) only BisGMA-containing composites showed reductions in mechanical properties after 90 days; 4) both composites showed differences in the final concentrations of phosphate, but not for the calcium concentrations; 5) there was a correlation only between calcium release and E of BisGMA-containing composites throughout the immersion period. Therefore, all null hypotheses tested were rejected.

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades mecânicas e a liberação de íons de compósitos experimentais contendo DCPD após diferentes períodos de imersão. Nanopartículas de DCPD (10 vol%) foram incorporadas em misturas equimolares de BisGMA e TEGDMA ou BisEMA e TEGDMA. Foram adicionadas também 50% de partículas de vidro de bário (VB), 0,5% de canforoquinona e 0,5% de amina terciária. Como controle, materiais contendo apenas partículas de VB (60%) foram avaliados. O grau de conversão (GC) foi determinado através de near-FTIR (n=3). Através do teste de flexão biaxial foram obtidos resultados de resistência à flexão biaxial (RFB) e módulo de elasticidade (E). Fragmentos dos discos testados em flexão foram selecionados para o teste de microdureza Knoop (KHN). Os espécimes (n=10, 12x01mm) foram fraturados após 1, 30, 60 e 90 dias imersos em solução de NaCl (pH=7,0). Os dados de GC foram submetidos ANOVA de dois fatores (\"monômero\" e \"presença de DCPD\"). Dados de KHN foram analisados através de ANOVA de três fatores (\"monômero\", \"presença de DCPD\" e \"tempo de imersão\"). Comparações múltiplas foram feitas utilizando-se o teste de Tukey. Dados de RFB, E e liberação de íons foram analisados através do teste de Kruskal-Wallis e as comparações múltiplas foram feitas pelo teste de Dunn (alfa=5% em todos os casos). Independentemente da presença de DCPD, materiais contendo BisGMA apresentaram GC estatisticamente maior do que materiais com BisEMA. A substituição de VB por DCDP provocou redução nos valores iniciais de RFB para BisGMA e BisEMA e em E apenas para BisGMA. Materiais com BisGMA apresentaram valores maiores de E e KHN iniciais. Em geral, compósitos com BisGMA apresentaram maiores reduções nas propriedades mecânicas ao final de 90 dias; assim, compósitos contendo BisEMA apresentaram valores finais mais altos de KHN (independente da presença de DCPD) e RFB (apenas para materiais sem DCPD). Após 90 dias, o E e KHN dos materiais com BisGMA foram menores no compósito com DCPD. Ambos compósitos apresentaram valores crescentes de liberação de cálcio ao longo dos 90 dias, não tendo sido detectadas O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades mecânicas e a liberação de íons de compósitos experimentais contendo DCPD após diferentes períodos de imersão. Nanopartículas de DCPD (10 vol%) foram incorporadas em misturas equimolares de BisGMA e TEGDMA ou BisEMA e TEGDMA. Foram adicionadas também 50% de partículas de vidro de bário (VB), 0,5% de canforoquinona e 0,5% de amina terciária. Como controle, materiais contendo apenas partículas de VB (60%) foram avaliados. O grau de conversão (GC) foi determinado através de near-FTIR (n=3). Através do teste de flexão biaxial foram obtidos resultados de resistência à flexão biaxial (RFB) e módulo de elasticidade (E). Fragmentos dos discos testados em flexão foram selecionados para o teste de microdureza Knoop (KHN). Os espécimes (n=10, 12x01mm) foram fraturados após 1, 30, 60 e 90 dias imersos em solução de NaCl (pH=7,0). Os dados de GC foram submetidos ANOVA de dois fatores (\"monômero\" e \"presença de DCPD\"). Dados de KHN foram analisados através de ANOVA de três fatores (\"monômero\", \"presença de DCPD\" e \"tempo de imersão\"). Comparações múltiplas foram feitas utilizando-se o teste de Tukey. Dados de RFB, E e liberação de íons foram analisados através do teste de Kruskal-Wallis e as comparações múltiplas foram feitas pelo teste de Dunn (alfa=5% em todos os casos). Independentemente da presença de DCPD, materiais contendo BisGMA apresentaram GC estatisticamente maior do que materiais com BisEMA. A substituição de VB por DCDP provocou redução nos valores iniciais de RFB para BisGMA e BisEMA e em E apenas para BisGMA. Materiais com BisGMA apresentaram valores maiores de E e KHN iniciais. Em geral, compósitos com BisGMA apresentaram maiores reduções nas propriedades mecânicas ao final de 90 dias; assim, compósitos contendo BisEMA apresentaram valores finais mais altos de KHN (independente da presença de DCPD) e RFB (apenas para materiais sem DCPD). Após 90 dias, o E e KHN dos materiais com BisGMA foram menores no compósito com DCPD. Ambos compósitos apresentaram valores crescentes de liberação de cálcio ao longo dos 90 dias, não tendo sido detectadas diferenças estatisticamente significantes entre monômeros-base nos períodos de 1, 30 e 90 dias. O compósito contendo BisGMA apresentou liberações de fosfato estatisticamente maiores do que o material com BisEMA para todos os períodos de imersão, exceto após um dia. Após 60 dias a liberação de fósforo foi maior para ambos materiais em comparação aos 30 e 90 dias. Apenas para compósito contendo BisGMA foi verificada uma forte correlação linear entre liberação de cálcio e E (R2=0,990). Com base no exposto, pode-se concluir que: 1) o monômero-base utilizado afetou o GC dos materiais avaliados; 2) a presença de DCPD afetou a RFB inicial dos compósitos; 3) apenas os compósitos contendo BisGMA apresentaram reduções nas propriedades mecânicas após 90 dias; 4) ambos compósitos apresentaram diferenças nas concentrações finais de fosfato, mas não nas concentrações de cálcio liberadas; 5) houve correlação apenas entre liberação de cálcio e E de compósitos contendo BisGMA ao longo do período de imersão. Desta forma, todas as hipóteses nulas testadas devem ser rejeitadas. / The aim of the study was to evaluate the mechanical properties and ion release of experimental composites containing DCPD after different immersion periods. DCPD nanoparticles (10 vol%) were incorporated into equimolar mixtures of either BisGMA and TEGDMA or BisEMA and TEGDMA. Barium glass particles (50 vol%), 0,5% camphorquinone and 0,5% of ethyl 4-dimethylaminobenzoate were also added. Materials containing only barium glass particles (60 vol%) were considered as control groups. Degree of conversion (DC) was determined by near-FTIR (n=3). Biaxial flexural strength (BFS) and elastic modulus (E) were obtained through the biaxial flexural test. Fragments of the disk-shaped specimens tested in flexure were selected to perform the Knoop microhardness test (KHN). Specimens (n=10, 12x1mm) were tested after 1, 30, 60 and 90 days of immersion in NaCl solution (pH = 7.0). DC results were submitted to two-way ANOVA (\"monomer\" and \"presence of DCPD\"). KHN data were analyzed using three-way ANOVA (\"monomer\", \"presence of DCPD\" and \"immersion period\"). Multiple comparisons were made using Tukey test. BFS, E and ion release data were analyzed by Kruskal-Wallis/Dunn test (alpha = 5% in all cases). Regardless of the presence of DCPD, materials containing BisGMA presented statistically higher DC than materials containing BisEMA. Barium glass replacement by DCDP caused a reduction of the initial BFS for BisGMA and BisEMA composites and of initial E only for BisGMA. Materials containing BisGMA presented higher values of initial E and KHN. In general, composites containing BisGMA presented higher reductions in mechanical properties after 90 days. Thus, composites containing BisEMA presented higher final values of KHN (regardless of the presence of DCPD) and BFS (only for materials without DCPD). After 90 days, E and KHN values of materials with BisGMA were lower for the composite containing DCPD. Both composites showed increasing calcium release values during the 90 days, and no statistically significant differences were detected between composites with different monomers at 1, 30 and 90 days periods. BisGMA-containing composites showed a statistically higher phosphate release than the material with BisEMA in all immersion periods, except for one day period. After 60 days the phosphate release was higher for both materials when compared to 30 and 90 days period. Only for composite containing BisGMA a strong linear correlation between calcium release and E (R2 = 0.990) was verified. Based on the above, it can be concluded that: 1) the base-monomer affected the DC of the evaluated materials; 2) the presence of DCPD affected the initial BFS of the composites; 3) only BisGMA-containing composites showed reductions in mechanical properties after 90 days; 4) both composites showed differences in the final concentrations of phosphate, but not for the calcium concentrations; 5) there was a correlation only between calcium release and E of BisGMA-containing composites throughout the immersion period. Therefore, all null hypotheses tested were rejected.

Background: Dental filling materials are used on a regular basis by dentists. Commonly used filling materials on the current market are resin composites and glass ionomers cements. However, new materials continue to be presented on the market with claimed improved physical and chemical properties, among them Predicta Bioactive Bulk.    Aim: The aim of this study was to investigate the surface roughness and ion release properties of a bioactive restorative material.   Methods: Surface roughness and ion release properties of a new material, Predicta Bioactive Bulk, was compared to Ceram.X Spectra ST and Fuji LC II. The results were analyzed using Microsoft Office Excel and IBM SPSS Statistics software.    Results: The material with the lowest surface roughness at baseline was Predicta Bioactive Bulk and Ceram.X Spectra ST had the highest value. After polishing/finishing CeramX showed the lowest surface roughness and Fuji II LC had the highest value. After the water aging-test, submerged for two weeks, Ceram.X Spectra ST exhibited the lowest value of surface roughness and Fuji II LC showed the highest value. The material with the highest fluoride release after two and seven days was Fuji II LC and Predicta Bioactive Bulk hade the lowest.    Conclusion: The surface roughness of Predicta Bioactive Bulk was comparable to CeramX in the test regarding surface roughness. Therefore, it can be concluded the surface roughness is neither better nor worse than CeramX. From the study it can also be concluded that Predicta Bioactive Bulk had very low fluoride ion release properties.

O objetivo desse estudo foi avaliar o pH, a liberação de íons cálcio, a atividade antimicrobiana in vitro de cimento de aluminato de cálcio (EndoBinder) com diferentes radiopacificadores (óxido de bismuto, óxido de zinco e óxido de zircônia) e a biocompatibilidade do cimento acrescido de óxido de bismuto como agente radiopacificador, em comparação ao mineral trióxido agregado (MTA). Para a avaliação do pH e a liberação de íons cálcio, 25 amostras (n=5) de 2,0 x 10 mm foram obtidas de EndoBinder Puro (EBP), EndoBinder com Óxido de Bismuto (EBOB), EndoBinder com Óxido de Zinco (EBOZn), EndoBinder com Óxido de Zircônia (EBOZr) e Mineral Trióxido Agregado (MTA), que foram imersas em 10 ml água destilada e deionizada (pH=6,9). Após 2, 4, 12, 24, 48 horas, 7, 14 e 28 dias, foi medido o pH e a quantidade de íons cálcio da água onde as amostras foram imersas. Para a determinação in vitro da atividade antimicrobiana dos cimentos (EBP, EBOB, EBOZN, EBOZr e MTA), foram obtidas 15 amostras de cada material (n=3) de 5,0 x 5,0 mm colocadas em contato com 5 tipos de microrganismos: Escherichia coli (ATCC 25922), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Candida albicans (ATCC 10231) e a Candida glabrata (ATCC 2001) em placas de petri com Agar (Muller Hinton e Sabouraud Dextrose) deixadas em temperatura ambiente por 2 horas para a pré-difusão e depois incubadas a 37°C por 24 horas. Utilizou-se uma régua milimetrada com precisão de 0,5 mm para realizar as medidas dos halos de inibição em torno dos corpos de prova. A biocompatibilidade dos materiais foi avaliada a partir da implantação de tubos de polietileno em tecido subcutâneo de 15 ratos machos, sendo 1 implante escapular e 1 pélvico, num total de 2 tubos por animal (n=5). Como controle, foi utilizada a lateral do tubo de polietileno. Após 7, 21 e 42 dias os animais foram sacrificados e os tecidos processados para a obtenção dos cortes histológicos e posterior análise histopatológica. Os resultados do ensaio de pH, liberação de cálcio e de atividade microbiológica foram submetidos à análise estatística (2-way ANOVA, Bonferroni, p<0,05). Os resultados de biocompatibilidade foram classificados quanto à severidade da reação inflamatória e quantificados em relação aos eventos presentes nas áreas pré-determinadas. Ao final de 28 dias não houve diferença estatística (p>0,05) entre nenhum grupo, tanto para o pH quanto para a liberação de íons cálcio. MTA, EBP e EBOB apresentaram atividade antimicrobiana quando em contato com todos os microrganismos, e EBOZr e EBOZn apenas quando em contato com Staphylococcus aureus e Candida glabrata. A reação inflamatória observada com os implantes subcultâneos diminuiu no decorrer do período de análise, porém ao final de 42 dias MTA ainda apresentou uma discreta reação inflamatória, situação não encontrada com o EB. Desta forma, concluiu-se que EB apresentou propriedades químicas e biológicas semelhantes ao MTA, além de apresentar menor reação tecidual, sendo biocompatível quando testado em tecido subcutâneo de ratos. / The purpose of this study was to evaluate the pH, calcium ion release, in vitro antimicrobial activity of a calcium aluminate cement (EndoBinder) with different radiopacifiers (bismuth oxide, zinc oxide, or zirconium oxide) and the biocompatibility of calcium aluminate cement with bismuth oxide radiopacifier in comparison with the mineral trioxide aggregate (MTA). For the evaluation of pH and calcium ion release 25 sample (n=5) measuring 2,0 x 10 mm were obtained from EndoBinder Pure (EBP), EndoBinder with bismuth oxide (EBOB), EndoBinder with zinc oxide (EBOZn), EndoBinder with zirconium oxide (EBOZr) and mineral trioxide aggregate (MTA) wich were immersed in a flask containing 10 ml of deionized and distilled water (pH=6,9). After 2, 4, 12, 24, 48 hours and 7, 14, 28 days, meassurements of the pH and calcium ion release from the water where the samples were immersed were assessed. To determine the in vitro antimicrobial activity of the cements (EBP, EBOB, EBOZN, EBOZr and MTA) 15 samples of each material (n=3) measuring 5,0 x 5,0 mm were placed in contact with five types of microorganisms: Escherichia coli (ATCC 25922), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Candida albicans (ATCC 10231) e a Candida glabrata (ATCC 2001) .The MullerHinton agar (MH) diffusion method was employed and the plates were kept at room temperature for 2 hours for pre diffusion and then incubated at 37 C° for 24 hours. Zones of inhibition around the specimens were measured using a 0.5mm precision millimeter ruler. The biocompatibility of the test materials was evaluated from the implantation of 2 polyethylene tubes in the subcutaneous tissue of 15 male rats (n=5), 1 being scapular (EBOB) and 1 pelvic (MTA). The external tube wall was considered as the control group. After 7, 21 and 42 days animals were sacrificed, obtaining 5 tissue samples per group at each time interval of analysis then histological analysis was performed. The test results for pH, calcium ion release and in vitro antimicrobial activity were submitted to statistical analysis (two-way ANOVA, Bonferroni, p <0.05). The results of biocompatibility were classified according to severity of inflammatory reaction and quantified in relation to present events in pre-determined areas. After 28 days there was no statistical difference (p> 0.05) between any group for both the pH and calcium ions release. MTA, EBP and EBOB showed antimicrobial activity against all microorganisms and EBOZr and EBOZn only against Staphylococcus aureus and Candida glabrata. The inflammatory reaction observed with subcutaneous implants decreased during the period of analysis however, after 42 days MTA still had a discrete inflammatory reaction, this situation was not found with EBOB. Thus, it was concluded that EB has been shown to have similar biological and chemical properties compared with MTA, it also showed less tissue reaction and biocompatibility when tested in rat subcutaneous tissue.

O objetivo desse estudo foi avaliar o pH, a liberação de íons cálcio, a atividade antimicrobiana in vitro de cimento de aluminato de cálcio (EndoBinder) com diferentes radiopacificadores (óxido de bismuto, óxido de zinco e óxido de zircônia) e a biocompatibilidade do cimento acrescido de óxido de bismuto como agente radiopacificador, em comparação ao mineral trióxido agregado (MTA). Para a avaliação do pH e a liberação de íons cálcio, 25 amostras (n=5) de 2,0 x 10 mm foram obtidas de EndoBinder Puro (EBP), EndoBinder com Óxido de Bismuto (EBOB), EndoBinder com Óxido de Zinco (EBOZn), EndoBinder com Óxido de Zircônia (EBOZr) e Mineral Trióxido Agregado (MTA), que foram imersas em 10 ml água destilada e deionizada (pH=6,9). Após 2, 4, 12, 24, 48 horas, 7, 14 e 28 dias, foi medido o pH e a quantidade de íons cálcio da água onde as amostras foram imersas. Para a determinação in vitro da atividade antimicrobiana dos cimentos (EBP, EBOB, EBOZN, EBOZr e MTA), foram obtidas 15 amostras de cada material (n=3) de 5,0 x 5,0 mm colocadas em contato com 5 tipos de microrganismos: Escherichia coli (ATCC 25922), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Candida albicans (ATCC 10231) e a Candida glabrata (ATCC 2001) em placas de petri com Agar (Muller Hinton e Sabouraud Dextrose) deixadas em temperatura ambiente por 2 horas para a pré-difusão e depois incubadas a 37°C por 24 horas. Utilizou-se uma régua milimetrada com precisão de 0,5 mm para realizar as medidas dos halos de inibição em torno dos corpos de prova. A biocompatibilidade dos materiais foi avaliada a partir da implantação de tubos de polietileno em tecido subcutâneo de 15 ratos machos, sendo 1 implante escapular e 1 pélvico, num total de 2 tubos por animal (n=5). Como controle, foi utilizada a lateral do tubo de polietileno. Após 7, 21 e 42 dias os animais foram sacrificados e os tecidos processados para a obtenção dos cortes histológicos e posterior análise histopatológica. Os resultados do ensaio de pH, liberação de cálcio e de atividade microbiológica foram submetidos à análise estatística (2-way ANOVA, Bonferroni, p<0,05). Os resultados de biocompatibilidade foram classificados quanto à severidade da reação inflamatória e quantificados em relação aos eventos presentes nas áreas pré-determinadas. Ao final de 28 dias não houve diferença estatística (p>0,05) entre nenhum grupo, tanto para o pH quanto para a liberação de íons cálcio. MTA, EBP e EBOB apresentaram atividade antimicrobiana quando em contato com todos os microrganismos, e EBOZr e EBOZn apenas quando em contato com Staphylococcus aureus e Candida glabrata. A reação inflamatória observada com os implantes subcultâneos diminuiu no decorrer do período de análise, porém ao final de 42 dias MTA ainda apresentou uma discreta reação inflamatória, situação não encontrada com o EB. Desta forma, concluiu-se que EB apresentou propriedades químicas e biológicas semelhantes ao MTA, além de apresentar menor reação tecidual, sendo biocompatível quando testado em tecido subcutâneo de ratos. / The purpose of this study was to evaluate the pH, calcium ion release, in vitro antimicrobial activity of a calcium aluminate cement (EndoBinder) with different radiopacifiers (bismuth oxide, zinc oxide, or zirconium oxide) and the biocompatibility of calcium aluminate cement with bismuth oxide radiopacifier in comparison with the mineral trioxide aggregate (MTA). For the evaluation of pH and calcium ion release 25 sample (n=5) measuring 2,0 x 10 mm were obtained from EndoBinder Pure (EBP), EndoBinder with bismuth oxide (EBOB), EndoBinder with zinc oxide (EBOZn), EndoBinder with zirconium oxide (EBOZr) and mineral trioxide aggregate (MTA) wich were immersed in a flask containing 10 ml of deionized and distilled water (pH=6,9). After 2, 4, 12, 24, 48 hours and 7, 14, 28 days, meassurements of the pH and calcium ion release from the water where the samples were immersed were assessed. To determine the in vitro antimicrobial activity of the cements (EBP, EBOB, EBOZN, EBOZr and MTA) 15 samples of each material (n=3) measuring 5,0 x 5,0 mm were placed in contact with five types of microorganisms: Escherichia coli (ATCC 25922), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Candida albicans (ATCC 10231) e a Candida glabrata (ATCC 2001) .The MullerHinton agar (MH) diffusion method was employed and the plates were kept at room temperature for 2 hours for pre diffusion and then incubated at 37 C° for 24 hours. Zones of inhibition around the specimens were measured using a 0.5mm precision millimeter ruler. The biocompatibility of the test materials was evaluated from the implantation of 2 polyethylene tubes in the subcutaneous tissue of 15 male rats (n=5), 1 being scapular (EBOB) and 1 pelvic (MTA). The external tube wall was considered as the control group. After 7, 21 and 42 days animals were sacrificed, obtaining 5 tissue samples per group at each time interval of analysis then histological analysis was performed. The test results for pH, calcium ion release and in vitro antimicrobial activity were submitted to statistical analysis (two-way ANOVA, Bonferroni, p <0.05). The results of biocompatibility were classified according to severity of inflammatory reaction and quantified in relation to present events in pre-determined areas. After 28 days there was no statistical difference (p> 0.05) between any group for both the pH and calcium ions release. MTA, EBP and EBOB showed antimicrobial activity against all microorganisms and EBOZr and EBOZn only against Staphylococcus aureus and Candida glabrata. The inflammatory reaction observed with subcutaneous implants decreased during the period of analysis however, after 42 days MTA still had a discrete inflammatory reaction, this situation was not found with EBOB. Thus, it was concluded that EB has been shown to have similar biological and chemical properties compared with MTA, it also showed less tissue reaction and biocompatibility when tested in rat subcutaneous tissue.

Due to the rapid expansion of nanotechnology and the increasing applications of nanomaterials under production and development, it is essential evaluate the potential impacts on human health, ecosystems and the environment. This study is specifically focused on the interactions between metal-based nanoparticles (NPs) and target cells, aiming at exploration of the fundamental knowledge essentially useful for understanding nanotoxicity and its connections with particle properties. The whole structure of this study can be divided into three levels: the first level is to quantitatively understand physicochemical properties of NPs of interest and their dynamic changes under varying environmental conditions. The second level is to evaluate the biological interactions of representative NPs with a specific focus on the size-dependent adsorption processes, interfacial forces, cellular disruption, and membrane damages. The third level is to develop effective, accurate, and valid tools based on atomic force microscopy (AFM) to characterize NPs in terms of the nanoscale hydrophobicity and the nanoscale electric properties, which are most relevant and important properties in the bio-nano interactions. Overall, this study systematically investigated the kinetic environmental behaviors, biological interactions, and unique nano-properties of metal-based NPs, which should be of interest to people in application and implication of nanotechnology.

The unique performance offerings of NiTi based shape memory alloys (SMAs), which includes the shape memory effect (SME), pseudoelasticity (PE) and biocompatibility have led to widespread acceptance of these alloys as valuable engineering materials. Over the past several decades the complex metallurgy behind the SME and PE properties has for the most part been uncovered and the design and engineering knowhow has been demonstrated; facilitating successful application of NiTi devices in numerous industries. Specifically, more mature applications in the medical industry including medical devices such as, catheters, guide wires, orthodontic arch wires, maxillofacial reconstruction implants, minimally invasive surgical tools, and arterial and gastrointestinal stents, have become common practice in modern medicine. Recently however, there has been a drive for more demanding functionality of SMAs for example to locally modify properties creating tuneable or gradient SME and PE performance. Unique processing protocols are therefore necessary to meet these demands and allow SMAs to reach their full potential in a wider range of applications. The current thesis successfully details the application of pulsed Nd:YAG laser processing along with post-processing techniques to locally tune both the SME and PE functional properties of monolithic binary NiTi wires and strip, while maintaining confidence in the retained corrosion performance and limited release of biologically harmful Ni ions. This extensive study contains three distinct parts which include: i) application of a laser induced vaporization protocol to locally embed multiple memories in a monolithic wire actuator; ii) uncovering the process, structure, and performance relationship of combined laser, cold working, and heat treatment processes; and iii) comprehensive characterization of surface characteristics and their relationship with corrosion performance and Ni ion release from laser processed material.

Background: A new permanent dental restorative material, Cention Forte, have recently been introduced. The manufacturer claims that this material has higher compressive strength than glass ionomer as well as positive ion release properties. Aim: To evaluate compressive strength, hardness and fluoride ion release properties of a new resin based dental restauration material, Cention Forte, in comparison with frequently used dental restoration materials.  Methods: Comparisons among Ceram.X Spectra ST (resin composite), GC Fuji II LC (glass ionomer) and Cention Forte (alkasite) were performed. Compression strength, Vickers hardness test and cumulative fluoride ion release for 2 days, 7 days in a pH4 water solution were tested. Results: Resin composites and Cention Forte showed no significant differences in compression strength, while glass ionomers showed a lower compression strength. The Vickers hardness test presented no significant difference between Cention Forte and the other two materials. Significant differences were found among the three materials in fluoride ion release. Resin composites released least amount of fluoride ions compared to Cention Forte and glass ionomer. After 2 days, Cention Forte release less fluoride than glass ionomer, but no differences in fluoride concentration after 7 days between these two materials.  Conclusions: Cention Forte showed equivalent mechanical properties to composite resin and comparable fluoride release property to glass ionomers.