Orientador: Celso Aparecido Bertran / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Allegretti_LauterJoseMarques_M.pdf: 3340752 bytes, checksum: d69d7cbf5f72a9807eba7be1c23088b6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A matriz óssea é um nanocompósito formado basicamente de fosfato de cálcio (70% m) e colágeno (30% m), responsável pela resistência mecânica dos ossos, e, portanto, pela função mais importante do esqueleto. A perda de qualidade de vida que pode ser causada por enfermidades e traumas dos ossos aumenta a importância em estudar e compreender este material fantástico. O crescimento da expectativa de vida da população torna mais comum os problemas com os ossos. Desta forma, entendermos as características e propriedades dos ossos, ou seja, conhecê-las melhor, pode contribuir para a solução destes problemas. Neste trabalho nos propusemos a estudar a influência de matrizes de colágeno tipo I no processo de mineralização de fosfato de cálcio no interior delas. Pela permeação de vapor de amônia em soluções de colágeno em pH 2 contendo íons Ca e H2PO4, foram obtidos géis de colágeno que foram estruturados, simultaneamente com a formação de fosfato de cálcio em seu interior. Além do colágeno estruturado, sob condições especiais, foram obtidas fibras (fibrilogênese) de colágeno, mineralizadas pela precipitação de fosfato de cálcio. Para avaliar a influência de uma matriz de colágeno anisotrópica sobre a organização das partículas de fosfato de cálcio, fibras in natura de colágeno foram parcialmente intumescidas em solução de íons Ca e H2PO4 em pH 4,8 e mineralizadas pela permeação de amônia gasosa. Os resultados deste trabalho mostraram que: matrizes de colágeno que sofrem estruturação simultaneamente com a formação de partículas de fosfato de cálcio alteram a morfologia destas partículas nucleadas e crescidas no seu interior. Quando a estruturação resulta em fibrilogênese, além da morfologia, observa-se um efeito de orientação sobre as partículas formadas. O colágeno interage tanto com os íons cálcio dispersos no gel, antes da estruturação, como com as partículas de fosfato de cálcio, estabilizando o gel. A morfologia, cristalinidade e tamanho de cristalitos das partículas formadas nos géis estruturados são semelhantes às observadas para as partículas de fosfato de cálcio que constituem a matriz inorgânica dos ossos. O método proposto para precipitação de fosfato de cálcio em meio à matriz de colágeno é inovador e tem potencial para produção de biomaterial sintético de boa qualidade em condições de assepsia, que apresenta similaridades com diversas propriedades observadas para a matriz óssea. / Abstract: Bone matrix is a nanocomposite basically formed by calcium phosphate (70% wt) and collagen (30% wt), which is responsible for bone mechanical resistance, and therefore, for the most important function of the skeleton. The life quality loss that can be caused by diseases and injuries of bones increases the importance of studing and understanding this amazing material. With the growth of the population life expectancy the problems with bones become more common. Thus, to understand these diseases and to learn more about bone¿s characteristics may contribute to solving these problems. In this work we have studied the influences of collagen matrices of type I in the mineralization of calcium phosphate within the collagen. Through permeation of gaseous ammonia in the collagen solutions containing Ca and H2PO4 ions in pH 2, structured collagen gels were obtained, while the precipitation of calcium phosphate occured inside the gels. Besides the collagen structured, under special conditions, collagen fibers (fibrilogenese) were obtained while (simultaneously) calcium phosphate precipitation mineralized these fibers. To assess the influence of an anisotropic collagen matrix on the organization of particles of calcium phosphate, collagen fibers in natura were partially solubilized after soaked in a solution with Ca and H2PO4 ions, in pH 4.8 and mineralization was carried out by adsorption of gaseous ammonia. The results of this study showed that the collagen matrix that undergoes structure organization while (simultaneously) calcium phosphate particles are formed changes the morphology of the particles nucleated and grown inside the matrix. When the structure results in fibrilogenese, besides the morphology, there is an orientation effect on the formed particles. The collagen interacts with both calcium ions dispersed in the gel, before the structuring, and the particles of calcium phosphate, stabilizing the gel. The morphology, crystallinity and particle size of crystallites formed in structured gels are similar to the calcium phosphate particles observed, which are present in the inorganic matrix of bone. The proposed method for precipitation of calcium phosphate in the middle / within of the collagen matrix is innovative and has the potential to produce good quality synthetic biomaterial in conditions of asepsis, which has similarities with several properties observed for the bone matrix. / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_StellaAparecidadeAndrade_M.pdf: 4585027 bytes, checksum: 9494a15673ef4d78415628bf5329a159 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A engenharia de tecidos é um conceito no tratamento de doenças e ferimentos. Tal área engloba o uso de tecnologias da biologia molecular e celular, combinando as vantagens da ciência dos materiais e processamento com a finalidade de produzir a regeneração de tecidos em situações onde a evolução tenha determinado que as células não tenham a capacidade regenerativa ao longo do tempo. A essência da engenharia de tecidos é que todas as células sejam viáveis e a capacidade de iniciação, sustentação e processo de regeneração estão diretamente ligados através de fatores de crescimento ou genes de modo que elas produzam um novo tecido de variedade requerida. Isto pode ser alcançado com a ajuda de um scaffold (matriz de forma geométrica guiada) ou uma arquitetura de um novo tecido, permitindo personalizar um lugar básico sobre um ferimento em um paciente isolado ou em escala industrial maior, nos quais o tecido resultante pode ser reimplantado sobre o paciente. Este trabalho de pesquisa científica teve como objetivo desenvolver malhas poliméricas de PCL com 'beta'-TCP obtidas através do processo de rotofiação. Para tal foram desenvolvidas 3 amostras para estudo: AMOSTRA 1 - malha rotofiada de PCL (controle), AMOSTRA 2 - malha rotofiada de PCL com 'beta'-TCP 5% e AMOSTRA 3 - malha rotofiada de PCL com 'beta'-TCP 10%, sendo que as referidas amostras foram também imersas em solução de Kokubo (fluído corpóreo simulado). As características físico-químicas e estruturais da cerâmica 'beta'-TCP foram avaliadas através de ensaios de difração de RX (DRX), granulometria e microscopia eletrônica de varredura (MEV), enquanto as malhas compósitas obtidas neste estudo foram caracterizadas por microscopia óptica (MO) e MEV. Como resultados tivemos a obtenção de malhas poliméricas com biocerâmica 'beta'-TCP que caracterizam-se como materiais promissores para enxertia visando ao reparo ósseo, visto que demonstraram sua bioatividade pela precipitação de apatita em sua superfície após imersão em fluído corpóreo simulado, servindo de base científica para estudos futuros que viabilizem a reconstrução de defeitos ósseos em seres humanos / Abstract: Tissue engineering is a concept in injuries and diseases treatment. It uses biomolecular and celular technologies, combining the materials sciences advantages aiming tissue regeneration in situations that the human evolution had determinated that the cells can't regenerate over time. The essence of tissue engineering is that all cells are viable and it's ability of initiation, sustenance and regeneration process are directly linked through growth factors or genes to produce new tissue of the required variety. This can be achieved with an scaffold or matrix geometrically guided or an architecture of a new personalized tissue in a pacient or a bioreactor in industrial scale, that the new tissue can be reimplanted in the patient. The aim of this study was the development of polymer based scaffolds of PCL with 'beta'-TCP obtained by jet-spinning. Three samples were developed: SAMPLE 1 - scaffold of PCL (control), SAMPLE 2 - scaffold of PCL with 'beta'-TCP 5% and SAMPLE 3 - scaffold of PCL with 'beta'-TCP 10%, wherein the all of them were immersed in Kokubo's solution (simulated body fluid). The physico-chemical and structural characteristics of the ceramic 'beta'-TCP were evaluated by testing x-ray diffraction (DRX), granulometry and scanning electron microscopy (MEV) and the scaffolds of this study were characterized by optical microscopy (MO) and MEV. The results includes polymer based scaffolds with bioceramic 'beta'-TCP that can be considered promising biomaterials to be used as grafting materials focusing in bone healing and have demonstrated their bioactivity by the apatite precipitation in their surface after immersion in simulated body fluid, acting as scientific basis for future studies in reconstruction of osseous defects in humans / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Celso Aparecido Bertran / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T02:44:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertazzo_Sergio_D.pdf: 12437616 bytes, checksum: 53ec8e9aeb08b52a05686853b32ba6e2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os fosfatos de cálcio possuem propriedades biocompatíveis e apresentam composição semelhante à da matriz óssea inorgânica dos vertebrados. Devido a estas propriedades, os fosfatos de cálcio têm sido largamente estudados, mas ainda hoje não há um completo consenso sobre as características destes materiais. Neste trabalho procuramos estudar alguns dos fenômenos que ocorrem na superfície dos fosfatos de cálcio quando imersos em soluções aquosas, com pH entre 6,0 e 7,4, e caracterizar de forma completa a matriz óssea inorgânica. Os resultados mostraram que a matriz óssea inorgânica modifica sua composição e cristalinidade apenas até o sexto mês de vida dos animais estudados. Quanto à nanoestrutura dos ossos, os resultados mostraram que estes são formados por fibras de colágeno recobertas pela matriz óssea inorgânica. Os estudos das propriedades da superfície dos fosfatos de cálcio demonstraram que ao serem imersos em soluções aquosas, sua superfície é transformada em CaHPO4. A modificação da superfície dos fosfatos de cálcio e a formação de um novo equilíbrio entre esta nova superfície formada e as soluções aquosas, explicam a características peculiares apresentadas pelos fosfatos de cálcio em soluções aquosas. O entendimento dos processos pelas quais a superfície dos fosfatos de cálcio passa ao serem imersos em soluções aquosas é de suma importância para o entendimento dos processos biocompatíveis característicos destes materiais / Abstract: Calcium phosphates have good biocompatible properties and are similar in composition to the bone mineral of vertebrates. Owing to these properties, calcium phosphates have been extensively studied, yet a complete consensus on the characteristics of these materials is hitherto absent. In this work we have studied some of the surface phenomena that take place when calcium phosphates are immersed in aqueous solutions, and sought to offer a comprehensive characterization of the bone mineral. Results show that the bone mineral modifies its composition and crystallinity only up to the sixth month of age for the animals studied. As for bone nanostructure, results show that these are formed from collagen fibers coated with bone mineral. Our studies on the surface properties of calcium phosphates have demonstrated that their surface transforms into CaHPO4 when immersed in aqueous solutions. Calcium phosphate surface modification and the formation of a new equilibrium between this new surface and aqueous solutions account for the distinctive characteristics presented by calcium phosphates in aqueous solutions with pH between 6.0 and 7.4. Knowledge of the processes that happen to calcium phosphates immersed in aqueous solutions is of utmost importance for an complete understanding of biocompatible processes characteristic of these materials / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientador: José Angelo Camilli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:25:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nakagaki_WilsonRomero_D.pdf: 4233267 bytes, checksum: 97a4bebd0547a5885f015f496b45e99f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma doença neuromuscular resultante da ausência de distrofina. Em virtude do enfraquecimento muscular e do uso de glicocorticóides, pacientes com DMD têm ossos frágeis. O camundongo mdx é o modelo experimental largamente utilizado para o estudo da DMD e apresenta falta da distrofina, processo inflamatório intenso e degeneração da fibra muscular. Além disso, apresenta ciclos de degeneração/regeneração muscular que se iniciam de forma mais marcante após o vigésimo primeiro dia de vida. Estudos demonstraram que camundongos mdx têm níveis elevados de fatores de crescimento de fibroblasto e proteína quimiotática de monócito-1, bem como aceleração da cicatrização em lesões da pele. Com base nessas evidências, elaboramos duas hipóteses. A primeira hipótese é que podem existir alterações nos ossos de camundongos mdx por influência da ausência de distrofina ou por algum outro mecanismo inerente à doença mesmo antes da sua manifestação clínica. A segunda hipótese é que o processo de reparo ósseo espontâneo também possa estar acelerado, de modo semelhante à cicatrização da pele. Para testar a primeira hipótese o fêmur e o músculo quadríceps do camundongo mdx foram analisados aos 21 dias de vida. Para verificar a segunda hipótese foi produzido um defeito no osso parietal direito e a regeneração foi analisada após 15, 30 e 60 dias pós-cirúrgicos. Na análise morfológica do quadríceps as fibras musculares apresentavam núcleos periféricos e não foram observadas fibras positivas para o corante azul de Evans em ambos os grupos, indicando que não houve degeneração das fibras no grupo mdx. O fêmur do grupo mdx demonstrou osteopenia, menor quantidade de osteoblastos, menor conteúdo mineral e menor resistência mecânica na ausência de sinais de degeneração muscular em relação ao grupo controle. No estudo do osso parietal, os dados mostraram que não há diferença significante no volume de osso neoformado entre os grupos controle e mdx nos três tempos pós-operatórios e também entre os três tempos, independentemente do grupo estudado. Diante destes resultados, concluímos que o fêmur dos camundongos mdx com 21 dias de vida pode conter um distúrbio interligado a algum fator genético, diretamente ou não relacionado com a ausência de distrofina. Isto demonstrou que a perda da qualidade óssea em camundongos mdx não ocorre somente em função do enfraquecimento muscular. Considerando a qualidade óssea inferior do fêmur e a similaridade estatística da taxa de regeneração óssea, entendemos que a capacidade osteogênica da calvária mdx foi mais expressiva do que a dos camundongos controle, igualando a taxa de reparo ósseo de um tecido com menor qualidade à de ossos normais / Abstract: Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a neuromuscular disease caused by lack of dystrophin. DMD patients have brittle bones because of muscle weakness and use of glucocorticoids. The mdx mouse is widely used as experimental model for the study of DMD and it presents lack of dystrophin, intense inflammatory process and muscle fiber degeneration. Moreover, it presents cycles of muscle degeneration/regeneration that becomes more marked after the twenty-first day of life. Studies have shown that mdx mice have elevated levels of fibroblast growth factor and monocyte chemoattractant protein-1, as well as accelerate wound healing in skin lesions. Based on this evidence, we formulate two hypotheses. The first hypothesis is that there may be changes in the bones of mdx mice by the influence of the absence of dystrophin or by some other mechanism inherent to the disease even before clinical manifestation. The second hypothesis is that the process of spontaneous bone repair can also be accelerated, similar to skin healing. To test the first hypothesis, the femur and the quadriceps muscle of mdx mice were analyzed at 21 days of life. To verify the second hypothesis a defect was produced in the right parietal bone and the regeneration was evaluated after 15, 30 and 60 days after surgery. In the morphological analysis of quadriceps were observed muscle fibers with peripheral nuclei and were not seen Evans blue dye positive fibers in both groups, indicating that there was no fiber degeneration in mdx group. The femur of the mdx group demonstrated osteopenia, lower number of osteoblasts, lower mineral content and lower mechanical strength in the absence of signs of muscular degeneration compared to the control group. In the study of the parietal bone, the data showed no significant difference in newly formed bone volume between control and mdx groups in the three moments after the operation and also between the three moments, regardless of the studied group. Given these results, we conclude that the femur of mdx mice at 21 days of life can contain a disorder linked to some genetic factor, directly or not related to the absence of dystrophin. This demonstrated that loss of bone quality in mdx mice occurs not only because of muscle weakening. Considering the lower femur bone quality and statistical similarity in the rate of bone regeneration, we believed that the osteogenic capacity of mdx calvaria was more expressive than that of control mice, equaling the rate of bone repair of a tissue with lesser quality to that of normal bones / Doutorado / Anatomia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural