Submitted by Charles Jourdan Alberti (charles.alberti@gmail.com) on 2018-08-23T18:57:45Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-charles-corrigida.pdf: 2978175 bytes, checksum: bee02fe73d0c98fc3a8035c5f68d9e02 (MD5) / Approved for entry into archive by Silvana Alvarez null (silvana@ict.unesp.br) on 2018-09-03T14:51:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alberti_cj_me_sjc.pdf: 2978175 bytes, checksum: bee02fe73d0c98fc3a8035c5f68d9e02 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T14:51:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alberti_cj_me_sjc.pdf: 2978175 bytes, checksum: bee02fe73d0c98fc3a8035c5f68d9e02 (MD5) Previous issue date: 2018-07-03 / A modificação da superfície dos implantes é alvo de inúmeros estudos com o intuito de desenvolver alterações microestruturais no titânio e suas ligas que possam acelerar o processo de osseointegração. O futuro da implantodontia está atualmente vinculado a estas futuras descobertas. O titânio e suas ligas são amplamente utilizadas em aplicações biomédicas devido às suas propriedades de biocompatibilidade e mecânicas. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito nas propriedades físico-químicas de superfície da liga de Ti6Al4V após o ataque com solução piranha nas temperaturas de 25 °C, 40 °C e 60 °C num tempo constante de 30 min. Para caracterização da superfície foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de raios X, perfilometria óptica, difração de raios X e molhabilidade. Além disso foram realizados ensaios de corrosão por polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados demonstraram que é possível alterar a textura, a rugosidade da superfície e a resistência à corrosão da liga com a variação da temperatura de ataque químico. O tratamento de superfície proposto não alterou a molhabilidade, que se manteve hidrofílica, nem a química da superfície, que se manteve formada principalmente por TiO2 amorfo. A rugosidade e a área da superfície aumentaram exponencialmente com o aumento da temperatura, que pode estar relacionado com o aumento da cinética de reação. Pôde-se obter uma textura tridimensional do tipo esponja com formação de nano e micropits, de acordo com a temperatura de tratamento. Houve um aumento da resistência à corrosão com o aumento da temperatura de tratamento, que pode estar associado com o aumento da espessura do óxido formado. Considerando que tais propriedades são resultados indiretos de potencial sucesso na osseointegração de um implante dentário, o tratamento de superfície da liga de Ti6Al4V com o uso de solução piranha com o controle da temperatura de ataque é um método atrativo e com grande potencial para ser comercialmente aplicado pela indústria de produção de implantes dentários. / The surface’s modification of the implants is the subject of numerous studies with the intention of developing microstructural changes in titanium and its alloys that can accelerate the osseointegration process. The future of implantology is currently linked to these future discoveries. Titanium and its alloys are widely used in biomedical applications because of their biocompatibility and mechanical properties. Thus, the objective of this work is to evaluate the effect on the surface physicochemical properties of the Ti6Al4V alloy after the piranha solution attack at temperatures of 25 °C, 40 °C and 60 °C at a constant time of 30 min. To characterize the surface were used the techniques of scanning electron microscopy with dispersive energy X-ray spectroscopy, optical profilometry, X-ray diffraction and wettability. In addition, corrosion tests were carried out by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. The results showed that it is possible to change the texture, surface roughness and corrosion resistance of the alloy with the variation of the etching temperature. The proposed surface treatment did not alter the wettability, which remained hydrophilic, nor the surface chemistry, which remained mainly amorphous TiO2. Roughness and surface area increased exponentially with increasing temperature, which may be related to the increase in reaction kinetics. It was possible to obtain a sponge-like threedimensional texture with formation of nano and micropits, according to the treatment temperature. There was an increase in corrosion resistance with increasing treatment temperature, which may be associated with the increased thickness of the oxide formed. Considering that such properties are indirect results of potential success in the osseointegration of a dental implant, the surface treatment of the Ti6Al4V alloy with the use of piranha solution with the control of the attack temperature is an attractive method and with great potential to be commercially applied by the dental implant production industry.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-08T14:50:19Z No. of bitstreams: 1 TÂNIA LÚCIA LEAL - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 1662597 bytes, checksum: 3b9ecad3c331d148a824d574cd4ac35c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-08T14:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TÂNIA LÚCIA LEAL - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 1662597 bytes, checksum: 3b9ecad3c331d148a824d574cd4ac35c (MD5) Previous issue date: 2007-02-22 / CNPq / Membranas obtidas por sinterização de partículas de PEUAPM foram desenvolvidas visando sua aplicação no tratamento de efluentes. As membranas foram sinterizadas em diferentes tempos e temperaturas e o seu desempenho na remoção de partículas presentes em efluentes aquosos foi investigado. Utilizou-se o planejamento experimental fatorial e análise de superfície de resposta para avaliar os efeitos do tempo e temperatura de sinterização no desempenho das membranas. Este estudo foi conduzido com as amostras que apresentaram menor tamanho de partículas, isto é, passantes em peneira de malha 200. Os resultados evidenciam que quanto maiores os tempos e temperaturas de sinterização, menores os fluxos do permeado através das membranas e que os efeitos da temperatura foram mais acentuados do que os do tempo de sinterização. A compactação das membranas após a sinterização provocou reduções no fluxo e na porosidade, enquanto o tamanho médio dos poros permaneceu inalterado. Dois procedimentos foram utilizados para modificar a superfície interna das membranas: a) deposição de um filme de PEAD e b) modificação por plasma de metano. Estas modificações foram realizadas nas membranas manufaturadas com pó de PEUAPM como recebidos do fabricante e com os passantes em peneira de malha 200. Ambas as modificações de superfície levaram a reduções no tamanho de poros na superfície das membranas. O tratamento por plasma minimizou o fenômeno de “fouling”, enquanto que maior eficiência na remoção de partículas sólidas em suspensão na água foi obtida com membranas recobertas internamente com filme de PEAD. Melhor desempenho global foi obtido para as membranas manufaturadas com PEUAPM de código 3041 passante em peneira de malha 200, superficialmente modificadas ou não. Este estudo indica que o PEUAPM pode ser usado na produção de membranas de microfiltração de baixo custo para remoção de partículas sólidas presentes em efluentes aquosos. / Membranes obtained by sintering of UHMWPE powders were manufactured aiming at their use in effluent treatment. The membranes were sintered at different times and temperatures and their performance in aqueous effluent particle removal were investigated. An factorial experimental planning and response surface analysis was employed to evaluate the effects of sintering time and temperature in the performance of the membranes. This study was conducted on samples having the smallest particles size, i.e., with powders that passed through a 200 mesh sieve. Higher sintering times and temperatures led to smaller permeate flow through membranes and temperature effects were more significant than those of time. Membranes compaction after sintering leads to lower permeate flows and porosities, although the average pore sizes do not change. Two routes were used to modify the internal surface of the membranes: a) HDPE film deposition and b) methane plasma modification.These modifications were made with membranes prepared with UHMWPE powder as received from supplier and passed through a 200 mesh sieve. Both treatments caused reductions on the membranes superficial pore sizes. Plasma treatment minimized the “fouling” phenomenon, while the best efficiency in solid particle removal from water dispersions was found for the membrane internally coated with a HDPE film. Best overall performances were displayed by the membranes prepared with UHMWPE grade 3041 sieved though a 200 mesh sieve. The results indicate that the UHMWPE can be used to prepare low cost micro-filtration membranes to remove solid particles present in aqueous effluents.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-12-14T12:54:22Z No. of bitstreams: 1 LUCINDA FERNANDES DA SILVA D.pdf: 3356063 bytes, checksum: 5edb0cf43049602a3c220ded128a6406 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T12:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCINDA FERNANDES DA SILVA D.pdf: 3356063 bytes, checksum: 5edb0cf43049602a3c220ded128a6406 (MD5) Previous issue date: 2013-02 / Membranas compostas de osmose inversa (OI) comerciais (BW30-Dow Filmtec) foram modificadas através do recobrimento com membrana de poli(álcool vinílico) (PVA) reticulado com glutaraldeído (GA) e membrana compósita contendo carvão ativado em pó (CAP) em matriz de PVA para aumento de sua resistência ao cloro. Esse estudo compara o desempenho da membrana comercial original e as modificadas em meio oxidante de cloro (NaClO 300 mg/L, NaCl 2,000 mg/L, pH 9.5). O tempo de exposição e a concentração do cloro foram monitorados em termos de ppm.h (concentração da solução de cloro em ppm exposta a membrana por um tempo fixo em h). Análises de ATR-FTIR e TGA confirmaram a reação de reticulação entre o GA e o PVA além da influência do CAP na matriz da membrana compósita de PVA. Imagens do MEV relativas às membranas original e modificada foram empregadas para avaliação do cobrimento da superfície das membranas. A rejeição salina (NaCl) e a permeabilidade hidráulica foram avaliadas durante um período maior que 100 h. Ambas as modificações de superfície demonstraram com eficiência o aumento da resistência ao cloro da membrana comercial de OI de 1,00 ppm.h para mais de 15.000 ppm.h. / Commercial thin-film composite reverse osmosis (RO) membranes (BW30-Dow Filmtec) were modified by covering it with a poly(vinyl alcohol) (PVA) membrane crosslinked with glutaraldehyde (GA) and a composite membrane containing powdered activated carbon (PAC) in a matrix of PVA to improve its resistance to chlorine. This study compares the performance of the original commercial membrane and the modified ones in an oxidant chlorine medium (NaClO 300 mg/L, NaCl 2,000 mg/L, pH 9.5). The exposure time and the chlorine concentration were monitored and taken in terms of ppm.h (ppm chlorine concentration solution exposed to membrane for a fixed time in h). ATR-FTIR and TGA analysis confirmed the crosslinking reaction between GA and PVA besides the influence of PAC in the PVA matrix of the composite membrane. SEM images of the original and modified membranes were used to evaluate the surface coating of the membranes. The salt rejection (NaCl) and water permeability were measured during more than 100 h period. Both surface modifications have effectively demonstrated the increase for the chlorine resistance of the commercial RO membrane from 1,000 ppm.h to more than 15.000 ppm.h.

Orientador: José Alberto Fracassi da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T05:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_RichardPifferSoaresde_M.pdf: 3349460 bytes, checksum: 5efdb4dd4409b9d1b6771593c8874edf (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os micro sistemas de análise total consistem de dispositivos da ordem de centímetros que tem como objetivo a integração de várias etapas analíticas em um único chip, tais como etapas de tratamento de amostra, separação por eletroforese capilar, ou mesmo a integração de sensores em canais microfluídicos. O poli(dimetilsiloxano), PDMS, é um dos polímeros mais adotados para a fabricação destes microdispositivos, devido a suas propriedades elastoméricas, transparência óptica, permeabilidade gasosa, biocompatibilidade, fácil moldagem, relativa alta resistência química e baixo custo de fabricação, além de poder ser facilmente moldado e selado, resultando em microcanais com boa resolução. Além disso, é possível a fabricação de canais por ablação a laser sobre o polímero curado. Entretanto, a característica altamente hidrofóbica do PDMS faz com que sua aplicação para soluções aquosas seja problemática e analitos pouco polares possam sofrer forte adsorção nas paredes do canal, tornando pobre a reprodutibilidade do processo. Neste sentido, estratégias para modificar o material nativo ou mesmo a superfície dos canais vêm sendo estudadas. Neste trabalho, foi inicialmente estudada a modificação estrutural do PDMS, que consiste na utilização de um reticulante (contendo função orgânica polar metacrilato ou amina) na formação do substrato. Também foi realizada a modificação da superfície do substrato de PDMS por reação topológica, com a introdução de polietileno glicol, além da modificação do processo convencional de reticulação do PDMS Sylgard 184, pela adição do surfactante Silwet-L77 a este processo. O PDMS modificado foi avaliado quanto a sua hidrofobicidade, por medida do ângulo de contato com a água, em relação às propriedades do fluxo eletrosmótico gerado no microcanal e as modificações foram estudadas por métodos espectroscópicos. A reação de modificação de superfície do PDMS com divinil éter de polietileno glicol apresentou as melhores características hidrofílicas dentre as modificações estudadas e mobilidade do fluxo eletrosmótico com valor de 3,6x10 cm V s. Em adição, as modificações puderam ser caracterizadas por métodos de espectroscopia (IR e Raman), que se mostraram eficientes na avaliação tanto da rota de modificação quanto do produto final / Abstract: The micro total analysis systems consist of devices in the order of centimeters that aim to integrate several analytical steps on a single substrate, such as sample treatment, injection, or even integrated sensors on microfluidic channels. Poly(dimethylsiloxane), PDMS, is one of the most used polymers for microfabrication due to its elastomeric properties, optical transparency, gas permeability, biocompatility, relatively high chemical resistance and low fabrication costs. PDMS can also be easily cast and sealed, resulting in microchannels with good resolution. On top of that, it is possible to fabricate the microchannels using the lase ablation technique on the cured PDMS. However, the highly hydrophobic characteristic of PDMS makes its aqueous applications problematic. Moreover, non-polar analytes can adsorb on the channel walls, leading to poor reproducibility. In this sense, strategies to modify the raw material or channel surface have been proposed. In this work, the structural modification of PDMS, involving the use of a crosslinking agent (containing the methacrylate or amine polar functions) was studied. In addition, the surface modification of PDMS by topologic reaction with polyethylene glycol and the modification of the conventional PDMS Sylgard 184 crosslinking by the addition of Silwet-L77 surfactant were also performed. The hydrophobicity of modified PDMS was evaluated by water contact angle measurements and the modifications were studied by spectroscopic methods. The electroosmotic flow (EOF) generated in the microchannels was also evaluated. The best hydrophilic characteristic among the studied modifications were obtained with the polyethylene glycol divinyl ether PDMS modification. This device presented an EOF of 3,6x10 cm V s. In addition, the modifications could be characterized by spectroscopic methods (Raman and IR) and those techniques were efficient in the evaluation of the reaction routes as well as the final products / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

A síntese de nano partículas e a sua caracterização tem sido a grande mola propulsora do desenvolvimento de materiais nano-estruturados. Pouca atenção tem sido dedicada aos fenômenos físico-químicos relacionados às enormes superfícies intrínsecas destes materiais. Dentre eles, o titanato de bário ocupa uma posição de destaque devido ao seu grande potencial na geração de produtos de alta tecnologia. Neste estudo o BaTiO3 foi sintetizado pelo método Pechini que proporciona a geração de nanopartículas de grande uniformidade química. Contudo, o uso de cátions que formam carbonatos de alta estabilidade pode inviabilizar o uso do método. Os pós de titanato de bário preparados apresentaram elevada área de superfície específica, mas formação de fases parasitas de carbonato de bário e em algumas estequiometrias de ortotitanato de bário e carbonatos adsorvidos à superfície do titanato de bário. O estudo sistemático da química de superfície e da estrutura cristalina do material permitiu a proposta de um método de lixiviação em meio ácido onde as fases parasitas foram eliminadas e um material nanométrico de grande potencial de aplicação foi obtido com as seguintes características: fase com simetria tetragonal predominante ~95% (apesar da coexistência de fase cúbica ~5%); tamanho de cristalito ou partícula primária de 44 nm; área de superfície específica igual a 13,4 m2/g e D(BET) de 74 nm; está isento de contaminação de carbonatos ou outra fase; relação estequiométrica de Ba/Ti = 0,96 -> Ba0,98Ti1,02O3. / The synthesis and characterization of Nanoparticles has been a great topic for nanostructured materials developments. The Relationship between Physicochemical phenomena and large surface area has had a little attention. The barium titanate has a great potential of high-tech products generation. In this work, the BaTiO3 was prepared by polymeric precursor method because this method generates a great chemical uniformity in nanoparticles. However, cations that form carbonates of high-stability may compromise this method use. The barium titanate powder was prepared and showed high specific surface area, but this powder has barium carbonate and ortotitanato contamination. The systematic surface chemistry and crystal structure study suggest an acid leaching method to contaminant phases eliminated. A nanomaterial of great potential for application was obtained with the following characteristics: tetragonal phase predominant ~95% (cubic phase coexist ~5%); crystallite size of 44 nm; surface area of 13,4 m2/g and Particle size (estimated BET) of 74 nm; carbonate free; Ba/Ti = 0,96 -> Ba0,98Ti1,02O3.

Implantes de titânio têm sido extensivamente utilizados na Ortopedia e na Odontologia, principalmente como substitutos de elementos dentários ausentes. O titânio é um implante metálico de escolha devido à sua alta biocompatibilidade e resistência à corrosão, e também porque não provoca reações imunológicas, ao mesmo tempo em que promove a osseointegração. A biocompatibilidade do implante depende da resposta celular em contato com a sua superfície; sendo assim, mudanças nesta superfície podem provocar impactos benéficos na osseointegração através de alterações nas interações com as células presentes no local do implante, como, por exemplo, células osteoblásticas. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a resposta celular de células osteoblásticas humanas provenientes da crista óssea alveolar em contato com diferentes superfícies de titânio: controle (polido), nanotextura, nano+submicrotextura e microtextura rugosa. Os ensaios bioquímicos realizados foram: proliferação e viabilidade celular, quantidade de proteína total e atividade de fosfatase alcalina, além da detecção e quantificação de nódulos mineralizados, com a utilização do teste estatístico não paramétrico de Kruskal-Wallis e de Mann-Whitney com p≤0,05. Também foi realizada a avaliação da modulação gênica nas células em contato com as diferentes superfícies de titânio por meio do método de oligo microarray, utilizando lâminas Agilent formato 4x44 K e análise de microRNAs utilizando lâminas Agilent 8x15 K. A fim de identificar alterações na expressão gênica foi utilizado o programa GeneSpring GX. A expressão gênica foi validada pela reação de PCR quantitativa em tempo real (qRT-PCR). Observamos um pico na proliferação celular aos 10 dias de cultura e um aumento gradual da viabilidade celular ao longo do tempo. Entre as superfícies tratadas observou-se maior quantidade de proteína total na nanotextura em relação à nano+submicrotextura aos 10 dias de cultura (p≤0,05) e um aumento progressivo da atividade de fosfatase alcalina, com maior atividade na nanotextura em relação à nano+submicrotextura aos 14 dias de cultura (p≤0,05). Não houve diferença qualitativa na formação dos nódulos mineralizados, apesar de a microtextura rugosa apresentar maior quantidade de cálcio que a nanotextura (p≤0,05). Os resultados encontrados evidenciaram expressão diferenciada de 716 mRNAs (fold change≥2,0 e p≤0,05) e 32 microRNAs (fold change≥1,5 e p≤0,01) com funções associadas ao processo de osteogênese, principalmente mineralização, adesão celular, apoptose, proliferação e diferenciação celular. Os resultados sugerem que, diante do protocolo utilizado neste trabalho, o tratamento químico realizado na superfície do titânio provoca variações no metabolismo de células osteoblásticas tanto em nível celular como de expressão gênica / Titanium implants have been extensively used in orthopedics and dentistry, mainly as a replacement for missing teeth. Titanium is the metal implant of choice due to its high biocompatibility and corrosion resistance, as well as absence of immune response, while promoting osseointegration. The biocompatibility of the material depends on cellular response in contact with the surface; therefore, changes on this surface can have beneficial impacts on osseointegration through changes in interactions with cells at the implant site, such as osteoblastic cells. The objective of this study was to characterize the cellular response of osteoblastic cells from human alveolar crest in contact with different titanium surfaces: control (polished), nanotextured, nano+submicrotextured and rough microtexture. The performed biochemical assays included cell proliferation and viability, total protein content and alkaline phosphatase activity, in addition to the detection and quantification of mineralized nodules, using the non-parametric statistical tests of Kruskal-Wallis and Mann-Whitney (p≤0,05). Osteoblastic gene modulation was evaluated by means of an oligo microarray method using Agilent format 4 x 44 K slides and Agilent 8x15 K slides for microRNAs analysis. In order to identify changes in gene expression, it was used the GeneSpring GX program. Gene expression was validated by quantitative PCR real time (qRT-PCR). It was observed a peak in cell culture proliferation at 10 days and a gradual increase in cell viability over the periods. Among the treated surfaces, we observed an increase in the amount of total protein in nanotextured when compared to nano+submicrotextured at 10 days of culture (p≤0,05), and a progressive increase of alkaline phosphatase activity, with higher activity in nanotextured compared to nano+submicrotextured at 14 days of culture (p≤0,05). There was no qualitative difference among the groups with regards to mineralized nodules, although the rough microtexture group showed higher amounts of calcium than the nanotextured group (p≤0,05). Our results showed a differential expression of 716 mRNAs (fold change≥2,0 and p≤0,05) and 32 microRNAs (fold change≥1,5 and p≤0,01), with functions associated to the osteogenesis process, mainly mineralization, cell adhesion, apoptosis, cell proliferation and differentiation. The results suggest that, with the protocols used in this investigation, the treatments performed in the titanium surface induce changes in the metabolism of osteoblastic cells, both at the cellular as well as at the gene expression levels

Submitted by João Pedro Aquiles Carobolante null (pedroacarobolante@gmail.com) on 2017-04-03T20:14:27Z No. of bitstreams: 1 Carobolante, J. P. A. - Dissertação.pdf: 4630427 bytes, checksum: a120cbf02bdf37df43d8f9878ea6e209 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-11T20:41:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carobolante_jpa_me_guara.pdf: 4630427 bytes, checksum: a120cbf02bdf37df43d8f9878ea6e209 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-11T20:41:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carobolante_jpa_me_guara.pdf: 4630427 bytes, checksum: a120cbf02bdf37df43d8f9878ea6e209 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Titânio e suas ligas são amplamente empregados em aplicações biomédicas, devido a sua biocompatibilidade e excelentes propriedades de volume, como resistência mecânica. As ligas de titânio tipo β com baixo módulo de elasticidade, como Ti10Mo8Nb, são indicadas para amenizar o efeito “stress shielding”, característico da interface implante/osso. No entanto, quando materiais bioinertes são inseridos no corpo humano não induzirão uma resposta específica. As técnicas de modificação de superfície, como crescimento de nanoestruturas de TiO2, são utilizadas para alterar as propriedades de superfície desses materiais permitindo melhor resposta. O objetivo dessa pesquisa é a modificação de superfície da liga experimental Ti10Mo8Nb a partir do crescimento de nanoestruturas de TiO2. Os lingotes da liga experimental Ti10Mo8Nb foram obtidos a partir da fusão dos metais puros em forno a arco voltaico. A oxidação anódica potenciostática foi realizada utilizando um eletrólito formado por glicerina e H2O (1:1, em vol.) com adição de 2,7 % (m/v) de NH4F sob 20 V durante 3 h, a temperatura ambiente. Após o tratamento as amostras foram calcinadas. A superfície da liga foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), ângulo de contato, medidas da energia de superfície, espectroscopia de raios X por dispersão em energia (XPS). Estudos in vitro, como adesão celular e bacteriana, foram realizados para avaliar a resposta desse tratamento. A liga Ti10Mo8Nb apresentou fase beta após o processamento, além de diminuição da temperatura β-transus. Após o tratamento de superfície se obteve uma camada nanoporosa de TiO2. As análises in vitro apresentaram viabilidade do crescimento celular e diminuição da proliferação bacteriana. / Titanium and its alloys have been widely used as biomedical material due their biocompatibility and excellent bulk properties, such as mechanical strength. β titanium alloys with low modulus of elasticity, such as Ti10Mo8Nb, are suitable to relieve the stress shielding effect that occurs in the interface implant/bone. However, when these materials are inserted inside human body the surface properties will not induce a specific response. Surface modifications techniques can be used for change the inert surface of these alloys, e.g. TiO2 nanostructure growth by using anodic oxidation. The purpose of this research is the surface modification of Ti10Mo8Nb experimental alloy by using TiO2 nanostruture growth. Ingots of Ti10Mo8Nb experimental alloy were produced by fusion from sheets of molybdenum, niobium and titanium commercially pure in arc melting furnace under argon atmosphere. The potentiostatic anodic oxidation was performed using an electrolyte formed of glycerol and H2O (1: 1 by vol.) with addition of 2.7% (w/v) NH4F under 20 V for 3 h at room temperature. After the surface treatment, the samples were annealing. The surface of the alloy was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), contact angle, surface energy measurements, energy dispersive X-ray spectroscopy (XPS). In vitro studies, such as cell and bacterial adhesion, were performed to evaluate the response of this treatment. The Ti10Mo8Nb alloy exhibited beta phase after the processing, and also occurred a decrease in β-transus temperature. After the surface treatment a nanoporous layer of TiO was obtained. The anatase phase was found in the annealed samples (450 °C for 3 hours). In vitro analyzes showed cell growth viability and decreased bacterial proliferation due to larget specific surface area.

Implantes de titânio têm sido extensivamente utilizados na Ortopedia e na Odontologia, principalmente como substitutos de elementos dentários ausentes. O titânio é um implante metálico de escolha devido à sua alta biocompatibilidade e resistência à corrosão, e também porque não provoca reações imunológicas, ao mesmo tempo em que promove a osseointegração. A biocompatibilidade do implante depende da resposta celular em contato com a sua superfície; sendo assim, mudanças nesta superfície podem provocar impactos benéficos na osseointegração através de alterações nas interações com as células presentes no local do implante, como, por exemplo, células osteoblásticas. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a resposta celular de células osteoblásticas humanas provenientes da crista óssea alveolar em contato com diferentes superfícies de titânio: controle (polido), nanotextura, nano+submicrotextura e microtextura rugosa. Os ensaios bioquímicos realizados foram: proliferação e viabilidade celular, quantidade de proteína total e atividade de fosfatase alcalina, além da detecção e quantificação de nódulos mineralizados, com a utilização do teste estatístico não paramétrico de Kruskal-Wallis e de Mann-Whitney com p≤0,05. Também foi realizada a avaliação da modulação gênica nas células em contato com as diferentes superfícies de titânio por meio do método de oligo microarray, utilizando lâminas Agilent formato 4x44 K e análise de microRNAs utilizando lâminas Agilent 8x15 K. A fim de identificar alterações na expressão gênica foi utilizado o programa GeneSpring GX. A expressão gênica foi validada pela reação de PCR quantitativa em tempo real (qRT-PCR). Observamos um pico na proliferação celular aos 10 dias de cultura e um aumento gradual da viabilidade celular ao longo do tempo. Entre as superfícies tratadas observou-se maior quantidade de proteína total na nanotextura em relação à nano+submicrotextura aos 10 dias de cultura (p≤0,05) e um aumento progressivo da atividade de fosfatase alcalina, com maior atividade na nanotextura em relação à nano+submicrotextura aos 14 dias de cultura (p≤0,05). Não houve diferença qualitativa na formação dos nódulos mineralizados, apesar de a microtextura rugosa apresentar maior quantidade de cálcio que a nanotextura (p≤0,05). Os resultados encontrados evidenciaram expressão diferenciada de 716 mRNAs (fold change≥2,0 e p≤0,05) e 32 microRNAs (fold change≥1,5 e p≤0,01) com funções associadas ao processo de osteogênese, principalmente mineralização, adesão celular, apoptose, proliferação e diferenciação celular. Os resultados sugerem que, diante do protocolo utilizado neste trabalho, o tratamento químico realizado na superfície do titânio provoca variações no metabolismo de células osteoblásticas tanto em nível celular como de expressão gênica / Titanium implants have been extensively used in orthopedics and dentistry, mainly as a replacement for missing teeth. Titanium is the metal implant of choice due to its high biocompatibility and corrosion resistance, as well as absence of immune response, while promoting osseointegration. The biocompatibility of the material depends on cellular response in contact with the surface; therefore, changes on this surface can have beneficial impacts on osseointegration through changes in interactions with cells at the implant site, such as osteoblastic cells. The objective of this study was to characterize the cellular response of osteoblastic cells from human alveolar crest in contact with different titanium surfaces: control (polished), nanotextured, nano+submicrotextured and rough microtexture. The performed biochemical assays included cell proliferation and viability, total protein content and alkaline phosphatase activity, in addition to the detection and quantification of mineralized nodules, using the non-parametric statistical tests of Kruskal-Wallis and Mann-Whitney (p≤0,05). Osteoblastic gene modulation was evaluated by means of an oligo microarray method using Agilent format 4 x 44 K slides and Agilent 8x15 K slides for microRNAs analysis. In order to identify changes in gene expression, it was used the GeneSpring GX program. Gene expression was validated by quantitative PCR real time (qRT-PCR). It was observed a peak in cell culture proliferation at 10 days and a gradual increase in cell viability over the periods. Among the treated surfaces, we observed an increase in the amount of total protein in nanotextured when compared to nano+submicrotextured at 10 days of culture (p≤0,05), and a progressive increase of alkaline phosphatase activity, with higher activity in nanotextured compared to nano+submicrotextured at 14 days of culture (p≤0,05). There was no qualitative difference among the groups with regards to mineralized nodules, although the rough microtexture group showed higher amounts of calcium than the nanotextured group (p≤0,05). Our results showed a differential expression of 716 mRNAs (fold change≥2,0 and p≤0,05) and 32 microRNAs (fold change≥1,5 and p≤0,01), with functions associated to the osteogenesis process, mainly mineralization, cell adhesion, apoptosis, cell proliferation and differentiation. The results suggest that, with the protocols used in this investigation, the treatments performed in the titanium surface induce changes in the metabolism of osteoblastic cells, both at the cellular as well as at the gene expression levels

A síntese de nano partículas e a sua caracterização tem sido a grande mola propulsora do desenvolvimento de materiais nano-estruturados. Pouca atenção tem sido dedicada aos fenômenos físico-químicos relacionados às enormes superfícies intrínsecas destes materiais. Dentre eles, o titanato de bário ocupa uma posição de destaque devido ao seu grande potencial na geração de produtos de alta tecnologia. Neste estudo o BaTiO3 foi sintetizado pelo método Pechini que proporciona a geração de nanopartículas de grande uniformidade química. Contudo, o uso de cátions que formam carbonatos de alta estabilidade pode inviabilizar o uso do método. Os pós de titanato de bário preparados apresentaram elevada área de superfície específica, mas formação de fases parasitas de carbonato de bário e em algumas estequiometrias de ortotitanato de bário e carbonatos adsorvidos à superfície do titanato de bário. O estudo sistemático da química de superfície e da estrutura cristalina do material permitiu a proposta de um método de lixiviação em meio ácido onde as fases parasitas foram eliminadas e um material nanométrico de grande potencial de aplicação foi obtido com as seguintes características: fase com simetria tetragonal predominante ~95% (apesar da coexistência de fase cúbica ~5%); tamanho de cristalito ou partícula primária de 44 nm; área de superfície específica igual a 13,4 m2/g e D(BET) de 74 nm; está isento de contaminação de carbonatos ou outra fase; relação estequiométrica de Ba/Ti = 0,96 -> Ba0,98Ti1,02O3. / The synthesis and characterization of Nanoparticles has been a great topic for nanostructured materials developments. The Relationship between Physicochemical phenomena and large surface area has had a little attention. The barium titanate has a great potential of high-tech products generation. In this work, the BaTiO3 was prepared by polymeric precursor method because this method generates a great chemical uniformity in nanoparticles. However, cations that form carbonates of high-stability may compromise this method use. The barium titanate powder was prepared and showed high specific surface area, but this powder has barium carbonate and ortotitanato contamination. The systematic surface chemistry and crystal structure study suggest an acid leaching method to contaminant phases eliminated. A nanomaterial of great potential for application was obtained with the following characteristics: tetragonal phase predominant ~95% (cubic phase coexist ~5%); crystallite size of 44 nm; surface area of 13,4 m2/g and Particle size (estimated BET) of 74 nm; carbonate free; Ba/Ti = 0,96 -> Ba0,98Ti1,02O3.

Orientador: Maria do Carmo Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taipina_MarciadeOliveira_M.pdf: 4509830 bytes, checksum: a4492786879a5c950122cf7b0b637caa (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho, a evolução da degradação da fibra de curuá submetida à hidrólise ácida foi acompanhada em diferentes tempos. Foi possível observar que a hidrólise se inicia por um processo de fibrilação, permitindo um maior acesso do ácido ao longo da estrutura da fibra. As micrografias obtidas das fibras embutidas sugeriram que o ataque ácido na célula vegetal se dá no sentido da lamela média a regiões mais internas da parede celular. Após apenas 10 minutos de hidrólise foi possível observar a exposição de nanocristais presos à parede celular, bem como aglomerados de nanocristais já isolados. Esses resultados também revelaram que há formação de nanocristais após um terço do tempo de hidrólise estabelecido pela literatura. Após 30 minutos de hidrólise os nanocristais de celulose se apresentavam isolados em sua maioria. Nanocristais de celulose foram obtidos a partir da hidrólise ácida da celulose proveniente de diferentes fontes, sendo elas algodão, curauá e celulose microcristalina. Os nanocristais apresentaram formato de agulha, com dimensões dependentes da fonte de celulose utilizada. A modificação da superfície dos nanocristais foi realizada com 3- isocianatopropiltrietoxissilano (IPTS). Resultados de análises de espectroscopia no infravermelho sugeriram a modificação de superfície dos nanocristais. O mapeamento de silício feito por ESI-TEM mostrou a presença do silício na superfície dos nanocristais. Como propósito secundário, foi feito o processamento de nanocompósitos com os nanocristais em matriz de PLA. Os nanocompósitos preparados com nanocristais obtidos por hidrólise ácida com HCl apresentaram um ganho mais significativo em propriedades mecânicas e os resultados evidenciaram a necessidade de modificação de superfície, bem como a escolha do ácido mais adequado para a hidrólise do material celulósico / Abstract: In this work, degradation evolution of curauá fiber, subjected to acid hydrolysis, was monitored at different times. It was observed that the hydrolysis is initiated by a fibrilation process, allowing the access of acid throughout the fiber structure. The cross-section micrographs of the embedded fibers suggested that the acid attack in plant cells takes place towards the middle lamella to the inner regions of the cell wall. Exposure of nanocrystals that attached to the cell wall, as well as, clusters of isolated nanocrystals were observed after only 10 minutes of hydrolysis. These results also showed the formation of nanocrystals after one third of the time established in literature for hydrolysis. The cellulose nanocrystals were completly isolated after 30 minutes of hydrolysis. Cellulose nanocrystals were obtained by acid hydrolysis of cellulose from different sources, such as cotton, curauá and cellulose microcrystalline. The nanocrystals showed a needle-like shape, with dimensions dependent on the cellulose source. The surface modification of nanocrystals was performed with 3-isocyanatepropyltriethoxysilane (IPTS). Results from infrared spectroscopy analysis suggested the surface modification of the nanocrystals. The silicon mapping made by ESI-TEM showed the presence of silicon on the surface of the nanocrystals. As a secondary purpose, the processing of nanocomposites with nanocrystals in a PLA matrix was carried out. The nanocomposites with nanocrystals obtained by acid hydrolysis with HCl showed a more significant improvement in mechanical properties and the results showed the need for surface modification as well as the most suitable choice of acid for the hydrolysis of cellulosic material / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química