Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 283140 bytes, checksum: 3b59ced863de33023026b439f3c52714 (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of biomaterials comes from old times and recently bioceramics have been deeply investigated as a source of material for bone implant. Amongst the different biomaterials, hydroxyapatite (HA) has great importance for being one of the compounds which forms the bone mineral phase. Therefore, HA has been largely studied, mainly due to the fact that it is a bioactive compound. Calcium phosphate synthesis via precipitation presents great advantages such as low cost and simplicity, but most procedures described in literature regard the formation of non stoichiometric products and phase mixture. This work studied the HA synthesis by analyzing the influence of gelatin concentration in the precipitation means on the characteristics of the hydroxyapatite obtained. Gentamicin was also incorporated to the HA samples and antimicrobial activity was analyzed. The hydroxyapatite was obtained through precipitation in aqueous and gelatin means, being later on dried, sieved and calcined at 700ºC. Gelatin concentrations of 1, 6, 10 and 60 g.L-1 were used. Then, gentamicin sulfate was added, 1% in mass. Samples were characterized through Xray diffraction, specific superficial area through the BET method, thermal analysis, infrared spectroscopy and transmission and scanning electronic microscopy. The Xray diffraction revealed the presence of HA phase in all samples; and by refining through the Rietveld method, it could be seen, in the gelatin free sample, the presence of calcium carbonate and pure HA, for the sample prepared in gelatin, indicating that the presence of gelatin made the hydroxyapatite phase stable. XRF and EDS indicated that Ca/P ratio was slightly above what had been expected to obtain stoichiometric hydroxyapatite. The granulometric distribution analysis and superficial area through the BET method indicated differences in the average size of agglomerates and the superficial area of the material in relation to the synthesis and samples preparation process to receive the antibiotic, which was processed through milling in a ball mill. SEM and TEM revealed morphological and structural aspects characteristic of the hydroxyapatite with the formation of nanometric crystal agglomerates. Samples microbial activity evaluation with human saliva showed that pure HA has the effect of inhibiting microbial growth; CFU counting was observed to reduce. For the samples with antibiotic there was a CFU equal zero proving that the process used for gentamicin incorporation to the HA kept the antibiotic property of the material, and that the same was released during the tests. / A utilização de biomateriais remonta à antiguidade e recentemente as biocerâmicas têm sido fortemente investigadas como material para implantes ósseos. Dentre os diferentes biomateriais a hidroxiapatita (HA) possui grande importância por ser um dos compostos que forma a fase mineral óssea. Assim, a HA tem sido amplamente estudada, especialmente pelo fato de ser um composto bioativo. A síntese de fosfatos de cálcio via precipitação apresenta vantagens como baixo custo e simplicidade, mas a maioria dos procedimentos descritos na literatura apresenta formação de produtos não estequiométricos e mistura de fases. Neste trabalho foi estudada a síntese de HA analisando a influência da concentração de gelatina no meio de precipitação nas características da hidroxiapatita obtida. Também foi realizada a incorporação de gentamicina às amostras de HA obtidas e a análise do efeito antimicrobiano. A hidroxiapatita foi obtida através de precipitação em meio aquoso e gelatinoso, sendo posteriormente secada, peneirada e calcinada a 700ºC. Foram utilizadas as concentrações de gelatina de 1, 6, 10 e 60 g.L-1. Em seguida, foi efetuada a adição de sulfato de gentamicina na proporção de 1% em massa. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, distribuição do tamanho de partícula, área superficial específica pelo método BET, análise térmica,espectroscopia no infravermelho e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. A análise de DRX revelou a presença da fase de HA em todas as amostras e através do refinamento pelo método de Rietveld, verificou-se, para amostra obtida sem adição de gelatina, a presença de carbonato de cálcio, e HA pura para amostra preparada em meio gelatinoso, indicando que a presença de gelatina estabilizou da fase hidroxiapatita. As análises FRX e EDS indicaram que a razão Ca/P ficou ligeiramente acima da esperada para obtenção de hidroxiapatita estequiométrica. A análise de distribuição granulométrica e área superficial pelo método BET indicaram diferenças no tamanho médio de aglomerados e na área superficial do material relativas à síntese e ao processo de preparação das amostras para receber o antibiótico, o qual se processou com moagem em moinho de bolas. As análises de MEV e MET revelaram aspectos morfológicos e estruturais característicos da hidroxiapatita, observando-se formação de aglomerados de cristais nanométricos. A avaliação da atividade microbiológica das amostras frente à saliva humana mostrou que a HA possui efeito inibidor no crescimento microbiano, tem sido observada redução na contagem de UFC. Para as amostras com a adição do antibiótico obteve-se contagem UFC igual a zero comprovando que o processo utilizado para incorporação da gentamicina na HA manteve a propriedade antibiótica do material, e que o mesmo foi liberado durante os testes.

A gentamicina é um complexo antibiótico de largo espectro, produzido por actinomicetos do gênero Micromonospora e classificado entre os antibióticos aminoglicosídeos, utilizado no tratamento de infecções graves, devidas a microrganismos Gram-negativos. Alterações da sua atividade antimicrobiana, não demonstradas pelos ensaios químicos, podem ser avaliadas pelos ensaios microbiológicos. O objetivo deste trabalho foi comparar os delineamentos experimentais 5 x 1, 2 x 2 e 3 x 1, avaliando-se os parâmetros de validação de especificidade, linearidade, faixa ou intervalo, precisão e exatidão para cada delineamento experimental em diferentes níveis de concentração, apresentações e lotes. O plano de trabalho constituiu-se na realização de 81 ensaios (em 3 réplicas) de doseamento microbiológico de gentamicina. As concentrações das soluções empregadas foram preparadas numa faixa de 1,0 µg/mL a 5,0 µg/mL, diluídos em tampão fosfato 0,1 M pH 8,0. O meio utilizado foi o meio antibiótico no. 11, com Staphyloccocus epidermidis (ATCC 12228). Empregou-se 21 mL de meio como camada base e 4 mL de meio inoculado à 1% como camada superfície. As placas foram incubadas por 16-18 horas à 37 ± 1 °C. Os três delineamentos empregados apresentaram especificidade adequada para análise de creme dermatológico e solução injetável contendo sulfato de gentamicina. Também apresentaram exatidão e linearidade no intervalo avaliado. Os delineamentos não apresentaram diferença significativa quanto a precisão. Os resultados foram comparados através da determinação de índices de capacidade do sistema de medição. A análise estatística demonstrou que não há diferença significativa entre os resultados obtidos pelos delineamentos 5 x 1, 2 x 2 e 3 x 1, sendo equivalentes e intercambiáveis. / Gentamicin is a broad-spectrum antibiotic complex produced by actinomycetes belonging to Micromonospora genus and classified among aminoglycoside antibiotics, used in the treatment of serious infections derived from Gram-negative microorganisms. Alterations of their antimicrobial activity not shown in chemical assays can be evaluated through microbiological assays. The aim of this work was to compare 5 x 1, 2 x 2 and 3 x 1 experimental designs, evaluating validation parameters of specificity, linearity, range, precision, and accuracy for each experimental design in different levels of concentration, presentation, and lots. It consisted of 81 assays (in 3 replicas) of gentamicin microbiological dosage. The concentrations of the solutions used were employed in a range from 1.0 µg/ml to 5.0 µg/ml, diluted in phosphate buffer 0.1 M pH 8.0. Antibiotic medium number 11 was used, with Staphyloccocus epidermis (ATCC 12228)21ml of medium were used as base layer and 4 ml of medium inoculated at 1% were used as surface layer. The plates were incubated for 16-18 hours at 37 ± 1 ºC. The three designs employed showed adequate specificity for analysis of dermatological cream and injectable solution containing gentamicin sulphate. They also showed accuracy and linearity in the range evaluated, but not a significant difference concerning precision. The results were compared by means of the determination of the rates of measurement system capacity. The statistical analysis demonstrated that there is no significant difference among the results obtained.

A gentamicina é um complexo antibiótico de largo espectro, produzido por actinomicetos do gênero Micromonospora e classificado entre os antibióticos aminoglicosídeos, utilizado no tratamento de infecções graves, devidas a microrganismos Gram-negativos. Alterações da sua atividade antimicrobiana, não demonstradas pelos ensaios químicos, podem ser avaliadas pelos ensaios microbiológicos. O objetivo deste trabalho foi comparar os delineamentos experimentais 5 x 1, 2 x 2 e 3 x 1, avaliando-se os parâmetros de validação de especificidade, linearidade, faixa ou intervalo, precisão e exatidão para cada delineamento experimental em diferentes níveis de concentração, apresentações e lotes. O plano de trabalho constituiu-se na realização de 81 ensaios (em 3 réplicas) de doseamento microbiológico de gentamicina. As concentrações das soluções empregadas foram preparadas numa faixa de 1,0 µg/mL a 5,0 µg/mL, diluídos em tampão fosfato 0,1 M pH 8,0. O meio utilizado foi o meio antibiótico no. 11, com Staphyloccocus epidermidis (ATCC 12228). Empregou-se 21 mL de meio como camada base e 4 mL de meio inoculado à 1% como camada superfície. As placas foram incubadas por 16-18 horas à 37 ± 1 °C. Os três delineamentos empregados apresentaram especificidade adequada para análise de creme dermatológico e solução injetável contendo sulfato de gentamicina. Também apresentaram exatidão e linearidade no intervalo avaliado. Os delineamentos não apresentaram diferença significativa quanto a precisão. Os resultados foram comparados através da determinação de índices de capacidade do sistema de medição. A análise estatística demonstrou que não há diferença significativa entre os resultados obtidos pelos delineamentos 5 x 1, 2 x 2 e 3 x 1, sendo equivalentes e intercambiáveis. / Gentamicin is a broad-spectrum antibiotic complex produced by actinomycetes belonging to Micromonospora genus and classified among aminoglycoside antibiotics, used in the treatment of serious infections derived from Gram-negative microorganisms. Alterations of their antimicrobial activity not shown in chemical assays can be evaluated through microbiological assays. The aim of this work was to compare 5 x 1, 2 x 2 and 3 x 1 experimental designs, evaluating validation parameters of specificity, linearity, range, precision, and accuracy for each experimental design in different levels of concentration, presentation, and lots. It consisted of 81 assays (in 3 replicas) of gentamicin microbiological dosage. The concentrations of the solutions used were employed in a range from 1.0 µg/ml to 5.0 µg/ml, diluted in phosphate buffer 0.1 M pH 8.0. Antibiotic medium number 11 was used, with Staphyloccocus epidermis (ATCC 12228)21ml of medium were used as base layer and 4 ml of medium inoculated at 1% were used as surface layer. The plates were incubated for 16-18 hours at 37 ± 1 ºC. The three designs employed showed adequate specificity for analysis of dermatological cream and injectable solution containing gentamicin sulphate. They also showed accuracy and linearity in the range evaluated, but not a significant difference concerning precision. The results were compared by means of the determination of the rates of measurement system capacity. The statistical analysis demonstrated that there is no significant difference among the results obtained.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao - parte liberada.pdf: 1154549 bytes, checksum: d7a9809bce797a5c245ab7132bbf659b (MD5) Previous issue date: 2009-10-27 / Several studies have demonstrated that hydroxyapatite outstands amongst bioceramics, since it presents excellent biocompatibility with human bone mineral phase, stoichiometric formula (Ca10(PO4)6(OH)2 ), with Ca/P ratio equal 1,67. It also has the capability of bonding chemically with the tissue, which makes it a bioactive material. Despite the structure and properties of bone tissue representing one of the major fields of study, nowadays the interest is in the possibility of incorporating drugs to such biomaterials. In this work, HA and HA:Gel composites were prepared through the precipitation method, which consisted of the mixture of a Ca(OH)2 (2 mol.L-1 ) solution to a H3PO4 (1,2 mol.L-1) solution, in constant agitation, heating and pH control. The precipitate obtained were put to age for a day and later one part of them was dried in oven at 100ºC and another part lyophilized for 48 hours. Powders were then sieved, calcined and had gentamicin sulfate (C21H43N5O7.2,5H2SO4) added to them in 0,25, 0,5, 1,0 e 2,0% in mass concentrations. These powders were characterized through: infrared absorption spectroscopy, X-ray diffractometry, scanning electronic microscopy (SEM), transmission electronic microscopy (TEM), granulometric analyses, specific superficial area by the BET method, differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetry (TG). In all samples analyzed, the mineral part was characterized as carbonated hydroxyapatite. It was observed that the morphology and crystal size are influenced by the drying method and gelatin addition. The Ca/P ratio found was above the desired one for the stoichiometric hydroxyapatite. Through the SEM and TEM analysis, the presence of agglomerates, characteristic to apatites was noticed. The samples microbiological activity evaluation with saliva, with 0,5, 1,0 e 2,0% gentamicin sulfate in mass resulted in UFC equal zero, and samples with 0,25% of the same drug in mass presented sharp decrease in the colonies development, however, only the HA:Gel dried in oven, the UFC remained equal zero. Microbiological analysis results confirm the antibiotic inhibitor action when impregnating the hydroxyapatite. / Estudos demonstram que a hidroxiapatita, vem se destacando entre as biocerâmicas, pois apresenta excelente biocompatibilidade com a fase mineral do osso humano, de fórmula estequiométrica (Ca10(PO4)6(OH)2 ), com razão Ca/P igual a 1,67. Tem a capacidade de unir-se quimicamente com o tecido, o que a torna um material bioativo. Apesar da estrutura e propriedades do tecido ósseo representar um dos maiores campos de estudo, na atualidade o interesse está na possibilidade de incorporação de drogas a esses biomateriais. Neste trabalho foram preparados compósitos de HA e HA:Gel pelo método da precipitação, que consistiu na mistura de uma solução de Ca(OH)2 (2 mol.L-1) com uma solução de H3PO4 (1,2 mol.L-1), sob agitação constante,aquecimento e controle de pH. Os precipitados obtidos foram envelhecidos por um dia e posteriormente uma parte deles foi seco em estufa à 100ºC e a outra parte foi liofilizada por 48 horas. Os pós foram peneirados, calcinados e em seguida adicionados sulfato de gentamicina (C21H43N5O7.2,5H2SO4) em concentrações de 0,25, 0,5, 1,0 e 2,0% em massa. Os pós obtidos foram caracterizados por: espectroscopia de absorção na região do infravermelho; difratometria de Raios X; microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análises granulométricas, área superficial específica pelo método BET; análise térmica diferencial (DTA) e termogravimetria (TG). Em todas as amostras analisadas a parte mineral foi caracterizada como hidroxiapatita carbonatada. Foi verificado que a morfologia e o tamanho dos cristais são influenciados pelo tipo de secagem e pela adição de gelatina. A razão Ca/P encontrada foi superior a desejada para hidroxiapatita estequiométrica. Através das análises de MEV e MET observa-se a presença de aglomerados, característicos as apatitas. A avaliação da atividade microbiológica das amostras frente à saliva, com impregnação de 0,5, 1,0 e 2,0% em massa de sulfato de gentamicina obteve-se a contagem de Unidade Formadora de Colônia (UFC) igual a zero, sendo que nas amostras com 0,25% em massa do mesmo antibiótico houve uma grande diminuição no crescimento de colônias, porém apenas na amostra de HA:Gel seca em estufa, a contagem de UFC, permaneceu igual a zero. Os resultados das análises microbiológicas comprovam a ação inibidora do antibiótico quando impregnados a hidroxiapatita.