Materiais poliméricos, como o poliestireno, são largamente usados como biomateriais, tanto na área biomédica como na indústria farmacêutica. Com a especialização do uso destes biomateriais, relata-se um aumento significativo de doenças relacionadas à presença de biofilmes bacterianos na superfície destes materiais. Neste trabalho, placas de microtitulação de poliestireno foram tratadas por imersão em plasma-RF, na mistura padrão N2/H2, a fim de avaliar as modificações superficiais geradas, e a eficiência deste processo na adesão e crescimento de biofilme, produzido pela Staphylococcus epidermidis. A identificação de espécies atômicas e grupos funcionais incorporados à superfície do polímero pelo processo de imersão em plasma, foi realizada pelas técnicas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia no infravermelho por refletância total atenuada (ATR-IR). Modificações na morfologia e rugosidade da superfície de PS foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A hidrofílicidade da superfície foi analisada por medida de ângulo de contato com água (WCA). Para avaliar a eficiência do tratamento em plasma no crescimento/aderência de biofilme formado pela S. epidermidis foram realizados ensaios de antibiofilme bacteriano. Modificações físico-químicas foram observadas na superfície das amostras por XPS, onde foi constatado o aumento da porcentagem atômica relativa de N e a presença de novas ligações químicas com o aumento do tempo de tratamento. Pela técnica de ATR-IR foi possível identificar a presença de grupos amina e amida. As medidas de microscopia revelaram uma mudança na morfologia e uma redução da rugosidade superficial com o aumento do tempo, e também verificado um aumento do caráter hidrofílico na superfície por WCA. Além disso, a partir de 60 min de tratamento foi alcançada uma alta supressão de adesão de biofilme à superfície do polímero. / Polymeric materials, such as polystyrene, are widely used as biomaterials, both in the pharmaceutical industry and biomedical areas. With the use of more specialized biomaterials, it is reported a significant increase of diseases related to the presence of bacterial biofilms formation on the surface of these materials. In this work, polystyrene microtiter plates were treated by RF plasma immersion, in a N2/H2 standard gas mixture, in order to evaluate the surface modifications and its effects on the adherence and growth of bacterial biofilms produced by Staphylococcus epidermidis. The identification of atomic species and functional groups incorporated into the polymer surface by plasma immersion process was carried out by the techniques of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-IR). The changes in morphology and surface roughness of PS were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The hydrophilicity of the surface was analyzed by measuring the water contact angle (WCA). Bacterial antibiofilm assays were carried out in order to evaluate the efficiency of plasma treatment on the growth/adherence of the biofilm formed by S. epidermidis. Physical-chemical modifications in the samples surface were found by XPS technique, where an increase in amount of relative atomic percentage of N and the presence of new chemical bonds was observed as a function of the treatment time. Through the ATR-IR spectroscopy was possible to identify the presence of amine and amide groups. The SEM and AFM measurements revealed changes in morphology and a reduction of the surface roughness with increasing time. It is also observed a reduction in the WCA after plasma treatment, indicating that PS surface becomes more hydrophilic. Antibacterial assays, shows that after 60 min of treatment time was achieved a high suppression of biofilm adhesion in the polymer surface.

Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbantini_SamuelHilsdorf_D.pdf: 12141806 bytes, checksum: 0b989130cb636eca30c7bf3da9bc69f8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A utilização de polímeros bioreabsorvíveis como suporte para cultura de células tem se destacado como alternativa para tratamento de lesões e perda de tecidos. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar suportes densos e porosos de poli(E-caprolactona) (PCL) e poli(D,L-ácido lático-co-ácido glicólico) (50/50) (PLGA50), preparados pelo método de fusão com adição e lixiviação de citrato de sódio. As amostras foram avaliadas em estudos de degradação in vitro para o estudo do efeito da retirada do sal, e em meio tampão fosfato (pH 7,4) e alcalino com NaOH (pH 12, 13 e 13,7). Os materiais foram utilizados como suporte para cultura de osteoblastos e o estudo in vivo foi realizado pelo implante em noia de ratos. Os resultados obtidos através de análises morfológicas, térmicas e de propriedades mecânicas, mostram que amostras de PCL são mais estáveis quando comparadas às suas análogas de PLGASO.A cultura de células mostrou um padrão de adesão e proliferação satisfatório, com intensa atividade celular. No estudo in vivo as amostras de PCL mostram uma degradação mais acentuada quando comparada com os resultados obtidos no estudo in vitro. Os resultados mostraram que a técnica utilizada no preparo das amostras é útil na confecção de suportes altamente porosos. Em função do tempo de degradação e das propriedades mecânicas, as amostras de PLGA5O foram os suportes mais indicados para aplicações na engenharia de tecidos ósseos / Abstract: The use of bioresorbable polymers as sca:ffolds for the cells culture has received special attention as an alternative for the treatment of lesions and the loss of tissue. The aim of this work was to obtain and to characterize dense and porous scaffolds of poly(e-caprolactone) (PCL) and poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid) (50/50) (PLGA50), prepared by melting method with addition and leaching of sodium citrate. The samples were evaluated in studies of in vitro degradation, in phosphate bufIer solution (pH 7.4) and alkaline medium ofNaOH (pH 12, 13 and 13.7). Scaffolds samples were used in osteoblast culture and the in vivo study was evaluated by implant in mouse tibia. The results of morphologic, thermal and of mechanical analyses, showed that the PCL samples are stable compared to their similar of PLGA50. The culture of cells showed a satisfactory adhesion and proliferation, with intense cellular activity. In the in vivo study, the samples of PCL showed a higher degradation when it is compared to the results obtained in vitro study. The results showed that the proposed technique allowed the preparation of highly porous scaffoldsa nd in function of time degradation and mechanics properties, the samples of PLGA50 were the most suitable scaffolds for applications in the bone tissue engineering / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:50:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_RicardoRisso_D.pdf: 9843104 bytes, checksum: 552adaac65b1ef62a75ace004f34b677 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A escolha de materiais metálicos para utilização em implantes totais de quadril é feita com base na resistência mecânica, resistência à fadiga e à corrosão destes materiais, além da biocompatibilidade. As ligas de titânio têm se destacado sobre os aços inoxidáveis e as ligas CoCr, por possuir excelente relação resistência/peso, elevada resistência à corrosão e maior biocompatibilidade. A liga Ti-6AI-4V (% em peso), desenvolvida inicialmente para a indústria aeroespacial, apresenta-se como a liga de titânio mais empregada em implantes cirúrgicos, apesar de estudos realizados terem indicado o elemento vanádio como tóxico ao organismo humano. Por este motivo, novas ligas foram desenvolvidas com a finalidade de substituir o vanádio na função de estabilizador da fase r3. Dentre estas ligas, as do sistema Ti-AI-Nb, desenvolvidas na Europa por volta de 1985, apresentam-se como excelente alternativa, considerando-se a alta estabilidade química e biocompatibilidade do nióbio. Este trabalho teve por objetivo investigar a influência da variação dos teores de alumínio e nióbio na microestrutura e propriedades mecânicas de ligas do sistema Ti-Al-Nb, com composições próximas à liga Ti-6AI-7Nb. Os estudos elaborados abrangeram as técnicas de preparação das ligas através de fomo a arco, determinação das temperaturas de transformação de fase, análise da presença de elementos intersticiais e formação de compostos intermetálicos, determinação de porcentagem relativa de fases, ensaios de tração e de resistência à fadiga. Os resultados obtidos permitiram tecer considerações a respeito de teores de alumínio e nióbio que apresentam um conjunto de propriedades mecânicas mais adequadas para a utilização em próteses ortopédicas / Abstract: Metallic materiaIs for total hip prosthesis manufacturing are chosen based on their mechanical strength, fatigue and cOITosion resistance as well as biocompatibility. Titanium alloys present superior strength-to-weight ratio, higher corrosion resistance and higher biocompatibility when compared to stainless steel and Co-Cr alloys. The Ti-6AI-4V aIloy (weight %), firstly developed for aerospace industry, is the most used titanium alloy for medical applications, in spite of vanadium being considered as a toxic element to the human body. By this reason, new alloys were developed in order to replace vanadium as j3-phase stabilizer. Among these new aIloys, exceIlent alternatives were found in the Ti-AI-Nb system, developed in Europe at middle 80's, due to the high chemical stability and biocompatibility of niobium. The purpose of this work was to investigate the influence of the aluminium and niobium contents on the microstructure and meehanieal properties of some alloys in the Ti-AI-Nb system, with eompositions near Ti-6AI-7Nb. These studies eovered the alloy preparation in are furnaee, the determination of phase transformation temperatures by thermal analysis, the verifieation to the presenee of interstitial elements and the formation of intermetaIlics, the determination of relative phase ratio, tension test and fatigue test. The results allowed one to make eonsiderations about aluminium and niobium eontents that showed appropriate meehanical properties to fit orthopaedic prosthesis requirements / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientação: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pezzin_AnaPaulaTesta_D.pdf: 25817091 bytes, checksum: 25a24f838427f3546f948d3904de6947 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Nos últimos anos, os polímeros bioreabsorvíveis ganharam uma importância crescente na área médica, devido às suas características de bioreabsorção e biocompatibilidade. Com o intuito de se obter um material polimérico adequado para aplicação como prótese de menisco, estudou se a obtenção e caracterização de blendas bioreabsorvíveis de poli( ácido L-Iáctico) (PLLA) e poli(p-dioxanona) (PPD) preparadas por evaporação de solvente e fusão. As blendas foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura modulada (MDSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO), ensaios mecânicos de tração, diftação de raios-X, análise dinâmico-mecânica (DMA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). As análises térmicas indicaram que as blendas são imiscíveis, pois todas as composições apresentaram duas temperaturas de transição vítrea próximas dos polímeros puros. Foi observado por MEV e MO, uma maior homogeneidade nas composições 20/80 e 80/20, enquanto as blendas 40/60, 50/50 e 60/40 apresentaram uma nítida separação de fases. As blendas foram degradadas in vitro em solução tampão fosfato (pH = 7,4) a 37 :f: 0,5 °C e analisadas por DSC, análise termogravimétrica (TGA) e MEV. Através do estudo in vitro, verificou-se que a PPD degrada mais rápido que o PLLA e que as blendas apresentam comportamento intermediário entre os homopolímeros, mostrando que é possível acelerar a degradação do PLLA através da adição de PPD à blenda. O estudo permitiu a escolha da blenda PPDIPLLA 80/20 como a mais adequada para o implante. Foi realizado um estudo in vivo em coelhos com a blenda porosa PPDIPLLA 80/20 com 3% de trieti! citrato de sódio. Os coelhos foram submetidos a meniscectomia total do menisco medial e as próteses foram retiradas após 3, 6, 12, 14 e 15 semanas. O material foi observado por MO e MEV. O estudo in vivo mostrou que após 14 semanas foi possível observar fibrocartilagem, indicando que a blenda estudada apresenta grande potencial para ser utilizada para a aplicação em questão, já que o material favorece a formação de um neomenisco / Abstract: In the last years, the bioreabsorbable polymers have been gained an increased importance in the medical field, due to its charactheristics of bioreabsorbability and biocompatibility. In order to obtain a polymeric material adequated to be used as meniscus prosthesis, bioreabsorbable blends of poly (L-lactic acid) (PLLA) and poly-p-dioxanone (PPD) have been prepared by solvent casting and melting processo The blends were studied using modulated differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, optical microscopy, tensile tests, x-ray diffractometry, dinamical mechanical analysis and differential scanning calorimetry (DSC). Thennal analysis showed two glass transition temperatures nearly constant and equal to the pure polymers for all blend compositions, suggesting that both polymers are immiscible. The 20/80 and 80/20 blends presented better homogeneity, while 40/60, 50/50 and 60/40 compositions presented a clearly macrosepared system. Blends were immersed in tubes containing a phosphate buffer solution (pH = 7,4) in a thermally controlled bath of 37 :t: 1°C and studied by DSC, thennogravimetric analisys (TGA) and scanning electron microscopy. It was observed by in vitro study that PLLA has a slower degradation rate than PPD and the blends presented an intennediated degradation rate, showing that is possible to vary the degradation rate of the blend changing its composition. The in vitro study was important to permit the choice of the 80/20 blend as the more adequated to implant. An in vivo study was perfonned in rabbits with the porous blend PPD/PLLA (80/20) containing 10 wt % of polymer and 3 wt % of sodium trietil citrate. Meniscectomy was made in rabbits, and the prosthesis were retired after 3,6, 12, 14 and 15 weeks intervals. The samples were observed by scanning electron microscopy and optical microscopy. The in vivo study showed that after 14 weeks it was possible to observe fibrocartilage, suggesting that this material has great potential to be used as meniscal prosthesis due to the induced fonnation of a meniscal replic / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Cerâmicas a base de zircônia para coroas e próteses fixas monolíticas prometem suprimir a vulnerabilidade ao lascamento de restaurações de múltiplas camadas, proporcionando estética e resistência mecânica simultâneas. No entanto, é possível que as alterações realizadas para maximizar suas propriedades óticas possam afetar a resistência mecânica. O presente estudo teve por objetivo comparar, com base na microestrutura, o comportamento mecânico de duas marcas comerciais de zircônias monolíticas a uma zircônia convencional para infraestruturas, observando ao mesmo tempo algumas variações nos parâmetros de sinterização. As zircônias monolíticas ceramill Zolid e Prettau e a zircônia convencional IPS e.max ZirCAD foram sinterizadas sob a temperatura preconizada pelos respectivos fabricantes, formando os grupos Z1450, P1600 e I1530. Adicionalmente, foram criados os grupos Z1530 e Z1600, representados pela zircônia ceramill Zolid submetida a ciclos modificados. Foram confeccionados 13 corpos de prova para cada grupo, os quais foram submetidos aos ensaios de difração de raios-x, densidade, análise do tamanho médio de grão e resistência à flexão em 4 pontos. Os espectros de difração revelaram a presença da fase tetragonal metaestável em todos os grupos antes e após a sinterização. Quanto à densidade, apresentou-se superior a 99% apenas nos grupos formados pelas zircônias Prettau e IPS e.max ZirCAD. O tamanho médio dos grãos permaneceu abaixo de 1m em todas as situações, sendo maior para o grupo P1600 (0,814m) e menor para o grupo Z1450 (0,463m). Embora tenha sido observada uma tendência de melhoria nos resultados sob taxa de aquecimento mais lenta, os grupos formados pela zircônia monolíticas ceramill Zolid obtiveram os valores mais baixos de confiabilidade (m=4,58 para Z1530) e de resistência mecânica (621,01±138,08MPa para Z1450). A zircônia Prettau apresentou valores de resistência mecânica mais altos e homogêneos (864,18±118,21MPa), contudo inferiores aos da zircônia convencional (1057,41±150,54MPa). Os resultados revelam que as zircônias monolíticas sob estudo possuem características microestruturais e propriedades mecânicas distintas das observadas para a zircônia convencional. / Monolithic zirconia ceramics for crown and bridge applications were designed to eliminate chipping trends of bilayered restorations, providing both aesthetic and mechanical strength. Nonetheless, it has been suggested that improvements in optical properties may affect the mechanical strength of these materials. The present study aimed to compare, based on a microstructural analysis, the mechanical behavior of two commercial monolithic zirconia ceramics with a conventional core zirconia material, as well as to verify sintering parameters modifications. Two monolithic zirconia ceramics (Ceramill Zolid and Prettau) and a conventional core zirconia material (IPS e.max ZirCAD) were sintered according to manufacturer´s recommendations, forming groups Z1450, P1600 and I1530. Extra groups, Z1530 and Z1600, were originated from ceramill Zolid zirconia specimens subjected to modified sintering cycles. The thirteen specimens that were manufactured for each group were submitted to x-ray diffraction analysis, density, average grain size determination and 4-point-bending tests. X-ray diffraction analysis revealed the presence of tetragonal metastable phase in all groups before and after sintering. Relative density found for Prettau and IPS e.max ZirCAD were greater than 99%. The average grain size remained below 1m for all groups. P1600 showed the largest grain sizes (0,814m) while Z1450 (0,463m) demonstrated the smallest ones. Groups originated from ceramill Zolid also presented the lowest Weibull modulus (m=4,58 for Z1530) and flexural strength results (621,01±138,08MPa for Z1450), regardless of non significant improvements that were achieved when using a low heating rate protocol. Prettau zirconia showed better mechanical behaviour and a more homogeneous distribution of results (864,18±118,21MPa), although lower than those of IPS e.max ZirCAD zirconia (1057,41±150,54MPa). Findings from this study show that the two commercial monolithic zirconia under analysis developed distinct mechanical properties and microstructural features from data established for conventional zirconia.

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T01:54:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriel_LaisPellizzer_M.pdf: 5324144 bytes, checksum: db5dda252e7fd4dca271cbc2a42ac48b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Poliuretanos (PUs) têm sido largamente usados em dispositivos biomédicos devido às propriedades físicas e mecânicas, mostrando excelente compatibilidade sanguínea, e alguns com propriedades antibacterianas. A síntese de poliuretanos a partir de recursos renováveis tem sido estudada academicamente e industrialmente e reconhecida como viável. Scaffolds para engenharia tecidual devem ter adequados tamanhos de poros e exibir uma matriz 3D apropriada para adesão celular, proliferação e infiltração na estrutura porosa, para formar uma estrutura biodegradável, biocompatível e rígida ou flexível para ser implantada no paciente. O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo de poliuretanos baseados em açaí, Euterpe oleracea Mart., uma semente natural da região Amazônica Brasileira, e um biureto alifático poliisocianato (HDB), em um reator sob diferentes condições de temperatura e pressão, e para aumentar a bioatividade do scaffold foram incorporadas nanopartículas de hidroxiapatita (HA), com o intuito de obter suporte celular para engenharia tecidual. No presente trabalho, espumas porosas de poliuretano foram sintetizadas e investigadas usando diferentes técnicas: Estereomicroscopia, Microscopia Eletrônica de Varrredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Análise Termogravimétrica (TGA), Microtomografia de Raios X, Ressonância Magnética Nuclear (RMN), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Teste de Compressão. Os resultados mostraram que o material é apropriado para uso como dispositivos biomédicos porque ele contém alta porosidade, poros abertos, interconectados e bem distribuídos pelo scaffold, com uma porosidade média de 66%, ideal para crescimento celular. Os estudos por FT-IR mostraram que o isocianato foi completamente consumido na reação. Os estudos por TGA/DTG indicaram que a degradação do material inicia em 233 oC. Os testes de compressão indicaram que o polímero está dentro da faixa de resistência aplicada a biomateriais. Esses resultados contribuem com o desenvolvimento de PU baseados em açaí para aplicações na medicina e engenharia / Abstract: Polyurethanes (PU) have been used in biomedical devices due to physical and mechanical properties, showing excellent blood compatibility, and some antibacterial properties. The synthesis of polyurethane from renewable resources has been studied academically and industrially, and recognized as viable. Scaffolds for tissue engineering must have adequate porous size and should exhibit an appropriate three-dimensional matrix for cell adhesion, proliferation and infiltration into the porous structure, to form a biodegradable, biocompatible and rigid or flexible structure to be implanted into the patient. The aim of this work is to present a study of polyurethanes based on acai, Euterpe oleracea Mart., a natural seed from the Amazon Region of Brazil, and aliphatic polyisocyanate biuret (HDB), in a batch reactor under different conditions of temperature and pressure, and to improve the bioactivity of the scaffold were incorporated nanoparticles of hydroxyapatite (HA), in order to obtain cellular support for tissue engineering. In the present work porous polyurethane foams were synthesized and investigated using different techniques: Stereomicroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Microcomputed Tomography (microCT), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Compression Tests. The results showed that the material is appropriate for use as biomedical devices because it contains high porosity, open, interconnected and well-distributed pores structures throughout the scaffold, with an average porosity of 66%, ideal for the cell growth. The studies by FT-IR showed that the isocyanate was completely consumed in the reaction. The TGA/DTG study indicated that the material degradation starts at 233 oC. The compression tests indicated that the polymer is in the range of values pre-established attributed to biomaterials. These results contribute to the development of PU based on acai for applications in medicine and engineering / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Luis Augusto Passeri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rabelo_LuisRaimundoSerra_M.pdf: 3722104 bytes, checksum: c6b3938f71c82fff4c3a0a68d13f9cc3 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência à remoção, por tração, de três marcas diferentes de parafusos, de 1,5 mm de diâmetro, inseridos de maneira monocortical em tíbias de coelhos foram testados 30 parafusos, confeccionados em titânio, divididos em 3 grupos de acordo com a marca comercial (W. Lorenz, Synthes e Engimplan). Os parafusos foram inseridos em fragmentos ósseos removidos de tíbias de coelho, que foram armazenadas em solução fisiológica e congeladas à temperatura de -18°C, até a realização dos testes. As tíbias tiveram suas epífises proximal e distal removidas e foram divididas em 4 segmentos de 1,0 cm. Os segmentos ósseos foram incluídos em resina acrílica quimicamente ativada, no interior de cilindros de PVC. Cada segmento recebeu uma perfuração em sua cortical superior, e um parafuso foi inserido de maneira monocortical. Os corpos-de-prova foram levados a uma máquina de tração universal, onde por meio de um dispositivo confeccionado em aço inoxidável, adaptado ao mordente inferior da mesma, foram submetidos a testes de tração, a uma velocidade de 6 mm/min. Os resultados obtidos foram transformados em kgf/cm2. Foi aplicada análise estatística não paramétrica de Kruskal-Wallis, ao nível de 5% de probabilidade, em prova bilateral. Os resultados indicaram diferenças estatisticamente significantes entre a tração exercida para remoção dos parafusos do grupo W. Lorenz, quando comparados ao grupo Engimplan. Os maiores valores de tração foram alcançados pelo grupo W. Lorenz, e os menores pelo grupo Engimplan. O grupo Synthes não apresentou diferenças estatisticamente significante, quando comparados aos demais / Abstract: This study evaluated the uniaxial pull-out strength of three differents systems of 1.5 mm monocortical screws inserted into rabbit tibias. Thirty titanium screws of three groups (Group W. Lorenz, Synthes and Engimplan) were tested. The screws were inserted into 30 tibias of New Zealand Breed rabbits, ranging 2.0 mm thick. The bone was stored in a 0.90/0 saline solution and refrigerated at the temperature af -18°C until all tests were completed. The proximal and distal epifisis were removed and each tibia were cut into 1.0 cm sections with a carborundum disk under low speed. The sections were fixed with chemicallyactivated acrylate resin in a PVC cylinders. Roles were drilled in the fixed bone fragments and 1.5 mm screws were inserted remaining the run-out portion uncovered. The test bodies were secured in a custom-made retention jig and subjected to the uniaxial pull-out tests by the universal rehearsal machine at speed of 6 mm/minute. The results obtained in a kilogram - force (kgf) and were analyzed through a bilateral test, the Kruskal - Wallis' test, at a 5% level of probability. The results indicated significant differences between Group W. Lorenz and Group Engimplan. The largest force was related to the Group Lorenz screws while the smallest to the group Engimplan screws / Mestrado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_VolneyMattosde_D.pdf: 6365228 bytes, checksum: 8518cfdacfe85399d0990117cb48c6d8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O titânio puro, bem como suas ligas, apresenta características interessantes como alta relação resistência/peso, boa resistência à corrosão e elevada biocompatibilidade, apropriadas para aplicações em implantes. O emprego do titânio puro limita-se a aplicações onde as solicitações mecânicas não são elevadas, como nos implantes dentários. O propósito do presente trabalho é a obtenção e caracterização da liga Ti-35Nb-5Ta-7Zr que além de todos os elementos serem biocompatíveis, tem menor módulo de elasticidade o que minimiza o problema de reabsorção óssea, comum em implantes. As matérias primas de partida foram lingotes fundidos, em forno a arco voltáico, a vácuo e com injeção de gás inerte, de 20 mm de diâmetro por 150 mm de comprimento. Esses lingotes foram inicialmente laminados a 950 e 1.230°C, para uma forma retangular, com redução total de aproximadamente 60% em área, em cinco passes, para se definir a melhor temperatura em termos de homogeneidade e refino microestrutural. Foi possível concluir, nessa primeira etapa, que a temperatura de 1.230°C levou aos melhores resultados. Após a laminação a 1.230°C, amostras com seção quadrada de 7 x 7 mm foram forjadas, rotativamente, a 700°C, obtendo-se amostras de seção circular com diâmetro de 3,8 mm, redução de 77% em área, a partir desse diâmetro foi realizada a redução a frio, de 3,8 mm ao diâmetro de 3,3 mm. Essas amostras laminadas foram comprimidas isotermicamente nas temperaturas: ambiente (20°C) e de 200 a 1.000°C, de 100 em 100°C. Para caracterização microestrutural do material, foram utilizadas as técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e análise térmica diferencial. A microestrutura foi observada em todas as condições analisadas neste trabalho, ou seja, bruta de fusão, laminadas, forjadas e com compressão isotérmica. As propriedades mecânicas, determinadas para algumas dessas condições, foram: a dureza e a microdureza Vickers, o limite de escoamento, o limite de resistência à tração e a compressão, o módulo de elasticidade e o alongamento. O potencial de corrosão e a densidade de corrosão foram caracterizados e analisados. A análise dos constituintes da liga comprovou que o processo de preparação da liga utilizado neste trabalho levou a uma razoável homogeneidade. A análise microestrutural mostrou que as microestruturas são fortemente influenciadas pelos tratamentos termo-mecânicos. O ensaio de compressão isotérmica permitiu observar a existência de uma transformação alotrópica na faixa de temperatura entre 700°C e 800°C, confirmada no ensaio de DT A, como sendo uma transformação endotérmica associada com a transformação alotrópica do titânio (a - ~). Os ensaios de corrosão indicaram que a liga Ti-35Nb-5Ta-7Zr é um material mais nobre quando comparado com o titânio puro; entretanto, uma vez iniciado o processo de corrosão, a mesma apresentou uma maior velocidade de corrosão em relação ao titânio puro. A análise por difração de raios-X da liga estudada confirmou ser uma liga ~. As propriedades mecânicas da liga obtidas no ensaio de tração são as esperadas e adequadas para implantes, principalmente o módulo de elasticidade, que é o principal fator que motivou este trabalho / Abstract: The pure titanium and the titanium alIoys present interesting characteristics like high relation strength/weight, good corrosion resistance, and very good biocompatibility, that are very useful for implant applications. The pure titanium applieation is limited to applieations involving low mechanical solicitations. The purpose of this work is the fabrieation and charaeterization of the Ti-35Nb-5Ta-7Zr alIoy that has alI the elements biocompatible and low modulus of elasticity that is very important in terms of minimizing bone reabsorption. The start materiaIs were ingotes fabricated in an are voltaic furnace, in vaeuum with addition of inert gas, of 20 mm in diameter and 150 mm in length. These ingotes were transformed, by rolIing, at 950°C and 1230°C, to a reetangular form, with an approximated total reduction of 60% in area, in five passing, for defining the best temperature in terms of homogeneity and refining of the microstrueture. It was possible to conc1ude, from this first stage, that the 1230°C was the best temperature. Afier rolling at 1230°C, square samples of 7 x 7 mm were rotary swaging (radial forging), at 700°C, to a little bar of 3.8 mm in diameter, representing 77% of reduction in area, and from that, the samples were cold rotary swaging to 3.3 mm of diameter samples. These 3.3 mm in diameter samples were isostatic pressing at 20°C and from 200 to 1000°C, in 100 to 100°C. Optieal microscopy, scanning electron mieroseopy (SEM), X-ray diffraction, and differential thermal analysis (DTA) have been condueted in order to mierostruetural eharacterization and analysis. For alI eonditions easting, rolling, radial forging, and isostatic pressing - the mlcrostructure has been eharacterized and analysed and the meehanieal properties (Viekers hardness and mierohardness, yield strength, tensile strength, eompression strength, modulus of elasticity, and elongation) for some of these eonditions have been determined and analysed. The potential and density of corrosion were also determined and analysed. The analysis of the individual constituents of the studied alIoy shown that the used process of fabrication of the alIoy produced a good homogeneity and refining of the microstrueture. The mierostrueture is strongly affected by the thermal treatments. It was possible to observe an alotropie transformation between 700°C and 800°C that was characterized by DT A as an endothermie transformation associated to the alotropic transformation of the titanium (a ~). The Ti-35Nb-5Ta-7Zr alloy is noble when compared to the pure titanium in terms of eorrosion properties; however, on the other hand, once the eorrosion processes takes place the velocity of corrosion was higher for the alloy. The X-ray diffraction teehnique eonfirmed that the studied alIoy is a ~ alIoy. The tensile mechanieal properties of this alIoy are as expeeted and good for implants, mainly in terms of the low modulus of elasticity, that was the main factor of motivation of this thesis / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-17T13:56:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2138386 bytes, checksum: 3aebcacc72eafc8089742b514c82fa88 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-17T13:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2138386 bytes, checksum: 3aebcacc72eafc8089742b514c82fa88 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As lesões ou perdas de tecido ósseo são condições que afetam diretamente a qualidade de vida dos seres humanos e animais. Os processos de reparação podem não ocorrer de maneira eficiente quando existirem condições clínicas desfavoráveis. Alguns compósitos, polímeros e proteínas são utilizados na formação de matrizes por promover maior eficiência nesse processo reparador. Entretanto, os biomateriais utilizados hoje no tratamento dessas afecções ainda apresentam algumas propriedades que devem ser adequadas ao uso do mesmo. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial reparador do compósito constituído de hidroxiapatita (HAP) e fibroína da seda (FS) na presença de ácido hialurônico (AH) em diferentes concentrações, utilizado para o tratamento de defeitos ósseos experimentais realizados na ulna de coelhos. Primeiramente, foram realizadas análises de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com o objetivo de caracterizar a topografia de superfície, porosidade e grau de cristalinidade de cada compósito. Posteriormente, foram realizados testesin vivode biocompatibilidade e biodegradabilidade do compósito. Para tal, foram utilizados três coelhos que receberam, cada um, quatro implantes no subcutâneo de um mesmo compósito. O coelho numero 1 recebeu quatro implantes referentes ao compósito 1 (HAP+FS). O coelho numero 2 recebeu quatro implantes referentes ao compósito 2 (HAP+FS+1%AH). E por fim, o coelho número 3 recebeu quatro implantes referentes ao compósito 3 (HAP+FS+3%AH). Uma amostra de cada animal foi coletada em cada um dos dias 15, 30, 60 e 90 dias, após a cirurgia e processadas para avaliação histológica.Por fim, avaliou-se também a capacidade de osteocondução e osseointegração através da implantação dos compósitos 1, 2 e 3 em um defeito previamente criado no olecrano dos animais. As cirurgias de implantação no olecranoforam realizadas após divisão dos grupos experimentais, contendo 10 animais cada, em grupo tratado e controle, sendo o grupo controle não recebendo nenhum tipo de tratamento.As avaliações clínicas foram realizadas durante os sete dias e depois aos 30 dias de pós-operatório. Radiografias dos membros operados foram realizadas no pós-operatório imediato, após sete e 30 dias de tratamento.Atomografia microcomputadorizada e as análises histológicasforam realizadas coletando-se as amostras aos sete e 30 dias de implantação do compósito no tecido ósseoe a microscopia eletrônica de varredura somente após 30 dias de implantação. Os resultados das análises de difração de raios-X revelaram três compósitos de alta cristalinidade, e as imagens de microscopia eletrônica de varredura demonstraram que o compósito HAP+FS+3%AH possuía uma topografia mais complexa e porosa, em relação aos outros dois compósitos HAP+FS e HAP+FS+1% AH, demonstrando ser uma superfície ideal para a adesão e proliferação celular. Ao teste de biocompatibilidade, os três compósitos apresentaram integração com o tecido, com proliferação tecidual, fragmentação do compósito e, ao final da avaliação, observou-se a formação de um tecido fibroso organizado ao redor do biomaterial. As avaliações clínicas demonstraram um compósito biocompatível e tolerado pelos animais, e as radiografias dos grupos tratados demonstraram diminuição da radiopacidade óssea, tornando-se semelhante ao osso adjacente aos 30 dias de pós-operatório. A tomografia microcomputadorizada demonstrou, através de imagens tridimensionais, uma perda maior na regularidade da borda do defeito no grupo tratado com HAP+FS+3%AH em comparação com os outros grupos, sugestivo de crescimento de tecido ósseo e demonstrando ser o melhor compósito para o tratamento do ponto de vista dessa análise. A histopatologia e a microscopia eletrônica de varredura revelaram uma interação compósito e tecido, com a formação de tecido ósseo ao redor do implante e a análise histomorfométrica revelou quantidade maior de trabéculas ósseas jovens no grupo tratado com HAP+FS+3%HA, demonstrando ser o melhor tratamento utilizado neste estudo para os defeitos criados nos olecranos de coelhos. / The lesions or bone loss are conditions that directly affect the quality of life of humans and animals. The repair process may not occur efficiently when there are unfavorable conditions. Some composites, polymers, and proteins are used to form matrices to promote higher efficiency in this repairing process. However, the biomaterials used today in the treatment of these diseases still have some properties so that these biomaterials could suitable for use. The objective of this work was to evaluate the reparative potential of the composite consisting of hydroxyapatite (HAP) and fibroin silk (FS) in the presence of hyaluronic acid (HA) in different concentrations used for the treatment of experimental bone defects made in the rabbits ulna. First, diffraction of X-rays and scanning electron microscopy analyzes were performed in order to characterize the surface topography, porosity and degree of crystallinity of each composite. Later, in vivo biocompatibility and biodegradability of the composite tests were performed. To this end, three rabbits were used who received each four implants into the subcutaneous tissue of the same composite. The number one rabbit received four implants for the composite 1 (HAP + FS). The number 2 rabbit received four implants for the composite 2 (HAP + FS + 1% AH). Finally, the rabbit number 3 received four implants for the composite 3 (HAP + FS + 3% AH). A sample of each animal was collected in each of days 15, 30, 60 and 90 days after surgery and processed for histological evaluation. Finally, we assessed whether her ability to osteoconductive and osseointegration through the deployment of composite 1, 2 and 3 in a defect previously created in the olecranon animals. The implementation of the olecranon surgeries were performed after division of experimental groups of 10 animals each, in treated and control group, and the control group not receiving any kind of treatment. Clinical evaluations were performed 7 days and then at 30 days postoperatively. X-rays of operated limbs were performed in the immediate postoperative period, after 7 and 30 days of treatment. The microcomputadorizada tomography and histological analyzes were performed by collecting samples at seven and 30 days of composite implantation into bone tissue and scanning electron microscopy only after 30 days of implantation. The results of the analysis of diffraction X-rays revealed three composite of high crystallinity, and scanning electron microscopy pictures show that the composite HAP + FS + 3% HA had a more complex porous topography another two composites HAP + FS e HAP+FS+ 1% AH, proving to be an ideal surface for cell adhesion and proliferation. When biocompatibility test, the three composites showed integration with the tissue with tissue proliferation, composite fragmentation and at the end of the evaluation was observed the formation of an organized fibrous tissue around the biomaterial. Clinical evaluations demonstrated a biocompatible composite tolerated by the animals, and radiographs of the treated groups showed decreased bone radiopacity, making it similar to the adjacent bone at 30 days postoperatively. The microcomputadorizada tomography demonstrated by means of three-dimensional images, a greater loss in the defect edge regulariy in the group treated with HAP + FS + 3% HA in comparison with other groups, suggestive of bone growth and demonstrated to be the best composite to treating point of view this analysis. Histopathology and scanning electron microscopy revealed a compositeand tissue interaction with the formation of bone tissue around the implant and histomorphometric analysis revealed a greater number of young trabecular bone in the group treated with PAH + FS + 3% HA, proving to be the best treatment used in this study for defects created in rabbits ulna.

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_ClaudeneteVieira_M.pdf: 5685507 bytes, checksum: 57585e6d19469dc1898123b62c967679 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os cimentos ósseos a base de fosfato de cálcio são materiais cerâmicos que apresentam biocompatibilidade devido a sua composição química semelhante à dos ossos, e bioatividade, promovendo a osteocondução. Com essas características, é possível a utilização desses materiais como implantes ósseos ou como preenchimento. Os cimentos de fosfato de cálcio são materiais constituídos por um pó e um líquido, que, ao serem misturados formam uma pasta que endurece espontaneamente à temperatura ambiente ou corpórea como resultado da precipitação de um ou vários fosfatos de cálcio. O pó pode ser composto por um ou vários fosfatos de cálcio, outros sais de cálcio e aditivos orgânicos. O líquido pode ser água ou soluções aquosas de compostos de cálcio ou fosfato. A proposta desse trabalho foi estudar a síntese de monólitos de fosfatos de cálcio baseado no sistema ß-Fosfato Tricálcio/Ácido Fosfórico (ß-TCP/H3PO4), que produz hidrogeno fosfato de cálcio dihidratado (DCPD), um cimento de fosfato de cálcio que possui como principal vantagem baixo custo e a desvantagem de possuir pH ácido, podendo causar necrose em tecidos. Para contornar esse problema, o DCPD foi convertido em apatita pela hidrólise em solução alcalina. O estudo envolveu a síntese do ß-TCP, a preparação do cimento, caracterizações físicas e químicas e o estudo do cimento em Fluido Corpóreo Simulado (FCS), solução que simula o plasma sanguíneo humano, para avaliar seu comportamento in vitro / Abstract: Calcium phosphate bone cements are ceramics materials that present biocompatibility because of their chemical composition similar to the human bone, and bioactivity, promoting osteocunduction. Due to these characteristics, it is possible the use of these materials as bone implants. Calcium phosphate cements are composed of a powder and liquid phases, which, when mixed form a paste that hardens spontaneously as result of the precipitation of one or more calcium phosphates. The powder may be composed of one or some calcium phosphates, others salts and organics additives. The liquid may be water or calcium phosphates aqueous solutions. The purpose of this work is the synthesis of calcium phosphate monoliths based on ß-tricalcium phosphate/ortho-phosphoric acid (ß-TCP, Ca3(PO4)2/H3PO4), that produce dicalcium phosphate dehydrate (DCPD, CaHPO4.2H2O) as phase precipitated as a result of the setting reaction. DCPD is inexpensive, but is quite soluble and has an acidic hydrolysis, which may cause necrosis in vivo. To resolve this problem, DCPD was converted in apatite phase by hydrolysis in NaOH aqueous solution. This study included ß-TCP synthesis, cement preparation, chemical and physical characterizations and the study of the cement in Simulated Body Fluid (SBF), with ion concentrations nearly equal to those of human blood plasma, to evaluate the in vitro behavior / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica