Recentemente tem sido observado grande avanço na área de fotovoltaicos orgânicos e híbridos. Esses dispositivos baseiam-se em diferenças de energia eletrônica nas interfaces dos componentes de uma heterojunção, onde as heterojunções dispersas obtidas via arranjos interpenetrantes com estes dois compostos, em dimensões sub-20-nm, permite coleção efetiva dos portadores de carga fotogerados, mesmo com pequeno comprimento de difusão do éxciton e baixa mobilidade dos portadores de carga. Desta maneira, o estudo e a modificação da interface entre as duas fases é essencial para melhorar a eficiência de conversão desses dispositivos. Este trabalho tem como objetivo investigar heterojunções de dióxido de titânio (TiO2)/poli(3-hexil tiofeno) (P3HT) como camadas ativas em dispositivos fotovoltaicos híbridos. Essas heterojunções são atraentes para fotovoltaicos híbridos por permitir a nanoestruturação do metalóxido antes da incorporação do polímero, levando à obtenção de elevada área interfacial e com a possibilidade de ajustar as propriedades interfaciais mantendo o caráter aceitador/doador desta heterojunção. Os filmes de TiO2 foram obtidos a partir de dispersões coloidais de nanopartículas de anatase, enquanto aqueles de P3HT foram obtidos a partir de sua solução de 1,2-diclorobenzeno. Como eletrodos foram utilizados o óxido de índio dopado com óxido de estanho (ITO) e ouro (Au). A caracterização elétrica e espectroscópica indicou que os parâmetros fotovoltaicos, bem como absorção e fotoluminescência, dependem da submissão dos dispositivos a tratamentos térmicos post-production, evidenciando que o aquecimento induz a mudanças conformacionais no polímero, alterando a interface óxido/polímero. A introdução de grupos carboxilato nas ramificações 3-hexil do P3HT permite melhor contato entre óxido/polímero, sendo favorecido por tratamento térmico. Mais ainda, a infiltração do polímero em filmes de TiO2 nanocristalino levou à obtenção de dispositivos fotovoltaicos de considerável estabilidade, apresentando atividade mesmo após 6 meses após a elaboração destes. Finalmente, neste trabalho também é proposta a utilização de um complexo a base de ftalocianina de zinco como modificador de interface do TiO2, cuja absorção estende a janela espectral do dispositivo até o vermelho e infravermelho próximo. Estudos de fenômenos de transporte, levando-se em conta a fotogeração de portadores e sua recombinação, foram realizados por medidas do espectro de fotocondução no dispositivo / Recently a fast development in organic and hybrid photovoltaic field has been observed. Such devices are fabricated by organic semiconductors within components of a heterojunction, in which bulk heterojunctions obtained via interpenetrating networks at the sub-20-nm length scale. It permits the effective collection of photogenerated charge carriers even with low exciton diffusion length and low charge carrier mobilities. Therefore, the study of material properties and the interface modification are essential to improve the power efficiency of such devices. The goal of this work is to investigate heterojunctions of titanium dioxide (TiO2) and poly(3-hexyl thiophene) (P3HT) as active layers in hybrid photovoltaic devices. Such heterojunctions are attractive since the metaloxide can be nanostructured previous the infiltration of the polymer within the nanocrystalline phase, leading on large interfacial area with the possibility to tune the interfacial properties keeping the acceptor/donor character of the two components. Titania films were obtained from colloidal dispersions of anatase nanoparticles, while P3HT from its solution in 1,2-dichlorobenzene. The electrodes were indium-tin oxide (ITO) and gold (Au). Electrical and spectroscopic characterization shows the photovoltaic parameters, as well as absorption and photoluminescence, depends on post-production treatments, evidencing that heating induces conformational changes in the polymeric phase, changing the oxide/polymer interface. The introduction of carboxyl groups at 3-hexyl ramifications in P3HT permits better contacts between oxide and polymer by chemisorption, being favored by thermal treatment. Furthermore, the infiltration of the polymer within the nanocrystalline TiO2 leads on enhanced stability of the devices, working even six months after their preparation. Finally, in this work is also proposed the utilization of a interface modifier based on zinc phtalocyanine complex, which has extended the device absorption window up to the red/ near infrared, increasing light harvesting, and a transport study related to photocarriers generation and recombination process was carried out by photoconductivity action spectra

Orientador: Luis Geraldo Vaz / Resumo: O sucesso dos implantes dentários em longo período depende da interação do biomaterial com o ambiente bucal, a qual envolve reações eletroquímicas, resistência mecânica (tração, compressão, fadiga) e desgaste mecânico. A fim de aperfeiçoar as propriedades do titânio (Ti), elementos de liga são adicionados, sendo a liga Ti6Al4V a mais comum. Sabe-se que o vanádio e o alumínio são considerados tóxicos. Isto demonstra a importância do desenvolvimento de novas ligas de Ti ultra resistentes e biocompatíveis, a partir do sistema TiNbZr. O objetivo deste trabalho é caracterizar as interações físico-químicas que envolvem as modificações de superfícies da liga metálica quaternária Ti-35Nb-7Zr-5Ta irradiada com feixe de laser, que favorece a incorporação de substâncias químicas que estão presentes na parte inorgânica do osso e que promove a osseointegração. Para a realização deste estudo, os elementos da liga quaternária Ti-35Nb-7Zr-5Ta foram fundidos em forno a arco voltaico com atmosfera inerte, controlada por bomba de vácuo e fluxo de argônio. Em seguida os lingotes obtidos foram usinados e cortados nas medidas 8 mm de diâmetro x 2 mm de espessura. Todo o estudo foi realizado com um número de 15 amostras, que foram divididas em três grupos: Grupo I (sem tratamento), Grupo II (laser 20 Hz) e Grupo III (laser 35 Hz). A modificação de superfície consistiu na irradiação por feixe de laser Yb:YVO4. As análises consistiram na caracterização química metalúrgica e os processos de corrosão e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

The present study is focused on mechanical properties that result from cold rolling and aging treatments applied to TiNbSn alloys comprising different Nb (35% and 42%) and Sn (0% and 2.5%) contents. The alloys were arc melted, homogenized, solubilized, cold rolled and aged at 400 °C for different aging times. A set of characterization tests performed, included microstructural analysis, X-ray diffraction, microhardness, tensile tests, toughness (J) and fracture analysis. The alloys contained all three beta, α” and omega phases after cold rolling, regardless of the alloying content. The solid solution effect led to changes in the alloys’ mechanical behavior. Furthermore, the alloys presented alpha phase precipitation, and it led to a peak-aged stage after different aging times due to the Nb content. The alloys containing 42% and 35% Nb content reached the peakaged stage within 48 and 72 h, respectively. The α phase precipitation in the alloys at peak-aged stage increased the hardness, tensile strength and elastic modulus of the alloys; however, it also caused ductility and toughness decrease. The fine dispersed precipitates of the alpha phase generated small and shallow dimples, which are a characteristic fracture micromechanism of peak-aged alloys. / O presente estudo está focado em propriedades mecânicas resultantes de tratamentos de laminação a frio e envelhecimento aplicados a ligas de TiNbSn compreendendo diferentes conteúdos Nb (35% e 42%) e Sn (0% e 2,5%). As ligas foram fundidas a arco, homogeneizadas, solubilizadas, laminadas a frio e envelhecidas a 400°C durante diferentes tempos de envelhecimento. Um conjunto de ensaios de caracterizações, incluindo análise microestrutural, DRX, ensaios de tração, tenacidade (J) e análise de fraturas. As ligas apresentaram as mesmas fases beta, α" e ômega após laminação a frio, independentemente do teor de liga. O efeito da solução sólida levou a mudanças nas propriedades mecânicas. Além disso, as ligas apresentaram precipitação em fase alfa e conduziram a um estágio de pico após diferentes tempos de envelhecimento devido ao teor de Nb. As ligas contendo teor de Nb de 42% e 35% atingiram o ponto de pico de envelhecimento dentro de 48 e 72 horas, respectivamente. A precipitação da fase alfa nas ligas no ponto de pico aumentaram a dureza, a resistência à tração e o módulo de elasticidade das ligas. No entanto, também causou diminuição da ductilidade e da tenacidade. Os precipitados finos dispersos da fase alfa geraram microcavidades pequenos e pouco profundos, que são micromecanismos característicos de fratura de ligas de ponto máximo de envelhecimento.

Metallic materials have considerable importance in biomedical tissue reconstruction structural failed. Currently, the production of new alloys, titanium has been encouraged for biomedical use so as to reduce limitations and elastic modulus of alloy marketed cytotoxicity, in particular Ti-6Al-4V. Alloys Ti-Nb-Sn are an alternative for this purpose. In the current study, alloy Ti-35Nb-2,5SN were obtained by melting the arc, solubilized at 1000 ° C for 12 hours, hot-rolled with 40% reduction in water and cooled. The content of nitrogen and oxygen was verified by melting in an atmosphere of inert gas. The microstructures were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The characteristics in fatigue and corrosion - fatigue alloy were determined according to the guidelines noted in ASTM E466. Specimens were machined and fatigue SN curves obtained in air and in an environment with 0.9% NaCl. The micromechanics of fracture were analyzed by scanning electron microscope (SEM). The results were compared with published data for beta stabilized alloys and discussed the potential application of new alloys. / Os materiais metálicos biomédicos apresentam notável importância na reconstrução de tecidos estruturais que falharam. Atualmente, a produção de novas ligas de titânio tem sido incentivada para uso biomédico a fim de reduzir as limitações quanto ao módulo de elasticidade e citotoxicidade das ligas comercializadas, em particular a liga Ti-6Al-4V. As ligas de Ti-Nb-Sn surgem como alternativa para esta finalidade. No estudo atual, ligas de Ti-35Nb-2,5Sn foram obtidas por fusão a arco voltaico, solubilizadas, laminadas a quente com 40 % de redução e resfriadas em água. O teor de nitrogênio e oxigênio foi verificado por fusão em ambiente de gás inerte. As microestruturas foram caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Corpos de prova de fadiga foram usinados e submetidas a ensaio para obtenção de curvas S-N ao ar e em ambiente com 0,9 % de NaCl e baixa frequência. Os micromecanismos de fratura foram analisados em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados foram comparados com os dados publicados na literatura para outras ligas beta estabilizadas e foram discutidos os potenciais de aplicação das novas ligas. Os resultados dos ensaios mostraram que o limite de fadiga tende a coincidir com a tensão limite para o início do movimento de discordâncias.

Devido à crescente utilização de componentes cerâmicos como estruturas de suporte para restaurações sobre implantes e a ausência de resultados conclusivos, em longo prazo, sobre a influência deste tipo de material no processo de formação e manutenção do biofilme oral e saúde dos tecidos peri-implantares, este estudo teve por objetivo investigar o perfil microbiano do biofilme formado sobre próteses unitárias de implantes com conectores de zircônia (Zr) ou titânio (Ti) e sua implicação clínica nos tecidos de suporte ao longo de 3 anos de função. Vinte indivíduos saudáveis participaram do estudo e foram reabilitados com implantes dentários e coroas protéticas unitárias cimentadas sobre conectores de zircônia (n=10; região anterior de maxila) ou conectores de titânio (n=10; região posterior da mandíbula). Amostras de biofilmes supra e subgengival, e dados de indicadores clínicos (profundidade e sangramento à sondagem, recessão gengival e nível ósseo marginal) foram coletados dos sítios peri-implantares e dentes contralaterais em 4 períodos distintos, na instalação da prótese (T0) e após 12 (T1), 24 (T2) e 36 (T3) meses de função mastigatória. Trinta e sete espécies microbianas foram identificadas e quantificadas pelo método de hibridização DNA-DNA Checkerboard. Os dados foram submetidos à análise estatística não-paramétrica de regressão linear mista (Brunner and Langer nonparametric analysis of longitudinal data in factorial experiments) e múltiplas comparações foram realizadas por meio do teste de Friedman-Conover, corrigido por Benjamini-Hockberg False Discovery Rate (FDR). Para análise da reabsorção óssea marginal foi utilizado o teste Two-Way ANOVA. Todas as análises foram realizadas com um nível de significância de 5%. O perfil microbiano detectado nos implantes restaurados com conectores de zircônia, titânio e seus respectivos dentes contralaterais foi semelhante a partir do período de 12 meses de investigação. Espécies patogênicas e não-patogênicas foram detectadas nos biofilmes supra e subgengival dos dois substratos, com um aumento significante da quantificação das espécies ao longo do tempo. Apesar do perfil semelhante, os substratos investigados influenciaram na quantidade total de micro-organismos identificados (p<0,05). Os conectores de Zr apresentaram maior quantificação de genomas totais nas amostras subgengivais quando comparadas aos conectores de Ti (p<0,05). A profundidade de sondagem reduziu nos implantes com Zr após 12 meses, enquanto nos implantes com Ti aumentou no mesmo período (p<0,05). O sangramento à sondagem e a recessão gengival aumentaram ao longo do tempo para Zr e Ti. Não houve diferença significante nos valores da reabsorção óssea marginal, entre os dois materiais, após 36 meses (p>0,05). De modo geral, pode-se concluir que o perfil microbiano dos biofilmes supra e subgengival dos implantes com Zr ou Ti foi semelhante, com um aumento da quantificação das espécies ao longo do tempo. A microbiota investigada neste estudo parece não ter influenciado os indicadores clínicos ao longo dos 36 meses de acompanhamento. Os resultados clínicos sugerem a manutenção da saúde dos tecidos peri-implantares nos diferentes substratos investigados / Due to the increasing use of ceramic abutments as support structures for implant restorations and the lack of long-term conclusive results on the influence of this type of material on the oral biofilm formation and maintenance of peri-implant tissue health, the purpose of this study was to investigate the microbial biofilm profiles of single-implant restorations using zirconia (Zr) or titanium (Ti) abutments and their clinical implications in the supporting tissues over a 3-year period. Twenty healthy subjects participated in the study and were rehabilitated with single-unit implant restorations cemented on zirconia (n = 10; anterior maxilla) or titanium abutments (n = 10; posterior mandible). Supra and subgingival biofilm samples, and clinical parameters data (probing depth and bleeding on probing, gingival recession and marginal bone level) were collected from the peri-implant sites and contralateral teeth at 4 different time-periods, at the prosthesis installation (T0) and after 12 (T1), 24 (T2) and 36 (T3) months of loading. Thirty-seven microbial species were identified and quantified by DNA-DNA Checkerboard hybridization method. The data were submitted to Brunner and Langer nonparametric analysis of longitudinal data in factorial experiments followed by Friedman-Conover multiple comparisons test, corrected by Benjamin-Hockberg False Discovery Rate (FDR). Two-Way repeated ANOVA was used to analyze marginal bone resorption. Statistical significance was set at 0.05 probability level. The microbial profiles detected in the implants restored with zirconia or titanium abutments and their respective contralateral teeth were similar from the 12-month follow-up. Pathogenic and non-pathogenic species were detected in the supra and subgingival biofilms of the two substrates, with a significant increase in the microbial counts over time. Despite the similar profile, the investigated substrates influenced the total amount of microorganisms identified (p <0.05). The Zr abutments presented higher total genome counts in the subgingival samples when compared to Ti abutments (p <0.05). The probing depth reduced in the implants with Zr after 12 months, whereas in the implants with Ti increased in the same period (p <0.05). Bleeding on probing and gingival recession increased over time for both Zr and Ti. There was no significant difference in marginal bone resorption values between the two materials after 36 months (p>0.05). Overall, it can be concluded that the microbial profile of supra and subgingival biofilms of the implants with Zr or Ti was quite similar, and the microbial counts increased over time. The microbiota investigated in this study does not seem to have influenced the clinical parameters during the 36 months of follow-up. The clinical results suggest the maintenance of peri-implant tissue health in the different substrates investigated

O uso de núcleos metálicos fundidos é comum na Odontologia Restauradora para promover a substituição de estruturas perdidas em dentes tratados endodonticamente. Estes núcleos podem ser fundidos em ligas nobres ou ligas básicas: as ligas alternativas apresentam vantagens mas são susceptíveis à corrosão. O titânio foi introduzido na Odontologia com o objetivo de compensar as deficiências dos metais básicos, principalmente a corrosão e seus produtos. Então, a proposta deste estudo foi comparar a resistência à tração de núcleos metálicos fundidos confeccionados em liga de ouro tipo III, titânio e titânio tratado superficialmente com solução de Kroll quando fixados com diferentes agentes cimentantes. Quarenta e dois caninos humanos extraídos foram selecionados, a porção coronária foi removida e a raiz remanescente foi tratada endodonticamente. Todos os espécimes foram divididos em seis grupos (n=7). O espaço para pino foi preparado a uma profundidade de 10mm usando-se brocas de Largo. Os núcleos foram fundidos em liga de ouro tipo III e titânio c.p. e fixados com cimento de fosfato de zinco ou cimento resinoso (Panavia F). A resistência à tração foi determinada em uma máquina universal de ensaios a uma velocidade de 0,5mm/min utilizando-se uma célula de carga de 50 Kgf. Os resultados foram analisados estatisticamente por ANOVA, demonstrando que não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos. Dentro das limitações deste estudo pode-se concluir que os núcleos metálicos fundidos em titânio c.p. fixados com cimento fosfato de zinco ou cimento resinoso são uma alternativa viável aos núcleos metálicos fundidos em ouro. / The use of cast post and core is common in restorative dentistry to provide long-term tooth structure replacement for endodontically treated teeth. They could be cast in precious or basic alloys: the alternative alloys present advantages but they are susceptible to corrosion and its effects. The titanium was introduced to Dentistry with the objective of compensating the metal basic deficiencies, mainly the corrosion. Then, the purpose of this study was to compare the tensile resistance among gold alloy, titanium, and titanium after a superficial treatment with Kroll’s solution when fixed with different luting agents. Forty two human extracted canines were selected, the coronal aspect of each tooth was removed and the remaining root received endodontic therapy. All specimen were divided into six groups (n=7). The post space was prepared at a depth of 10mm using a Largo’s drill. The cast post and core were manufactured using a type III gold alloy and titanium. Cast post and core were fixed with zinc phosphate or resin luting agent (Panavia F). Tensile bond strength of the specimens was measured with a universal testing machine at a crosshead speed of 0,5mm/min and cell-load of 50 Kgf. Data (Kgf) were statistically analyzed by ANOVA. The results demonstrated that there was not a significant difference among the groups. Within the limitations of this study it has been conclude that the titanium fixed with zinc phosphate or resin luting agent is a viable alternative to the gold alloy to fabricate cast post and cores.

O objetivo desse estudo foi avaliar a ação de hipoclorito de sódio e ácido peracético na resistência à corrosão de titânio comercialmente puro, grau 4, (Ticp-4) em salivas artificiais, ácida e neutra, com diferentes períodos de imersão, por meio de ensaio de polarização potenciodinâmica anódica, microscopia eletrônica de varredura e espectrometria dispersiva de raios-X. Corpos-de-prova cilíndricos (5 mm x 5 mm) de Ticp-4 foram envolvidos com fio de cobre e fita isolante, este conjunto foi incluído em tubos de PVC (25 mm x 15 mm) e preenchidos com resina poliéster quimicamente ativada, após a polimerização da resina esses eletrodos de trabalho que foram polidos mecanicamente com lixas, feltros e pastas. Os 54 eletrodos de trabalho foram divididos em nove grupos (n=6) referentes às soluções e períodos de imersão: água destilada (controle), hipoclorito de sódio 1% (10 e 40 minutos), ácido peracético 0,2% (10, 30, 40 e 120 minutos) e ácido peracético 2% (30 e 120 minutos). Após serem imersos nas soluções, foram divididos em 2 subgrupos (n=3), pois os ensaios de polarização anódica foram realizados em triplicatas e utilizados dois eletrólitos, salivas artificiais pH 4,8 e pH 6,8. No ensaio de polarização anódica foi utilizada uma célula eletroquímica constituída por um eletrodo de referência do tipo calomelano saturado (ECS), um contra-eletrodo de platina e o eletrodo de trabalho constituído pelas amostras de Ticp-4, com taxa de varredura de 1 mV/s, partindo-se do potencial de corrosão (Ecorr) até 800 mVECS. Os dados do potencial de corrosão (Ecorr) e corrente de passivação (Ipass) obtidos das curvas de polarização foram analisados estatisticamente pelo teste t Student. Na comparação entre salivas ácida e neutra os valores de Ecorr e Ipass em todas soluções desinfetantes e períodos propostos não apresentaram diferença estatísitica. A comparação dos valores de Ecorr e Ipass entre água destilada (controle) e soluções desinfetantes em saliva ácida também não mostrou diferença, porém em saliva neutra houve diferença entre os valores de Ipass entre água destilada e hipoclorito de sódio 1% por 40 minutos e entre os valores de Ecorr entre água destilada e ácido peracético 2% por 120 minutos. Entre períodos de imersão, em saliva ácida, houve diferença entre os valores de Ipass do hipoclorito de sódio 1% 10 e 40 minutos e entre os valores de Ecorr do ácido peracético 0,2%. A microscopia eletrônica de varredura associada à energia dispersiva por Raio-X não mostrou diferença entre água destilada e as diferentes soluções desinfetantes frente as salivas ácida e neutra. Conclui-se que as curvas de polarização anódica foram similares em todos os ensaios, apesar das diferenças estatísticas salientadas para Ipass e Ecorr, não ocorreu corrosão superficial em quaisquer amostras após desinfecção e polarização em salivas ácida e neutra. A análise por microscopia eletrônica de varredura associada à espectrometria por dissolução de raios-X não revelaram alterações superficiais nas amostras de titânio comercialmente puro. / This study aimed to assess the corrosion resistance in a grade-4 commercially pure titanium (CP Ti-4) under action of sodium hypochlorite or peracetic acid, during different immersion periods, in acid or neutral artificial saliva for anodic potentiodynamic polarization test. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used in conjunction with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS). This study aimed to assess the corrosion resistance in a grade-4 commercially pure titanium (CP Ti-4) under action of sodium hypochlorite or peracetic acid, during different immersion periods, in acid or neutral artificial saliva for anodic potentiodynamic polarization test. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used in conjunction with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS). Cylindrical CP Ti-4 specimens (5 mm x 5 mm) were involved with copper wire and electrical tape, this set was enclosed in PVC pipe (25 mm x 15 mm) and filled with chemically activated polyester resin to obtain the fifty-four working electrodes which were, then, mechanically polished with sandpaper, felt and polishing paste. The 54 working electrodes were divided into nine groups (n = 6) for solutions and immersion periods: distilled water (control), sodium hypochlorite 1% (10 and 40 minutes), peracetic acid 0.2% ( 10, 30, 40 and 120 minutes) and 2% peracetic acid (30 and 120 minutes). After being immersed in the solutions, they were divided into two subgroups (n = 3), because the anodic polarization tests were performed in triplicate and two electrolytes were used: artificial saliva pH 4.8 and pH 6.8. A saturated calomel electrode (SCE) was used as a reference electrochemical electrode for the anodic polarization test with a platinum counter electrode and a working electrode consisting of CP Ti-4 samples with a 1 mV/s scan rate , starting from the corrosion potential (Ecorr) to 800 mVECS. Data for corrosion potential (Ecorr) and for passive current (Ipass) obtatined from the polarization curves were statistically analyzed by Students t-test. When comparing the Ecorr and Ipass values for acid and neutral saliva and disinfectant solutions during all the periods the statistics presented no difference. The comparison of Ecorr and Ipass values between distilled water (control) and disinfecting solutions in acid saliva also showed no difference, but in neutral saliva there was difference for the values of Ipass between distilled water and 1% sodium hypochlorite for 40 minutes and for the values of Ecorr between distilled water and 2% peracetic acid for 120 minutes. When comparing immersion periods, the acid saliva showed different Ipass values for 1% sodium hypochlorite in 10 and 40 minutes and between the Ecorr values for 0.2% peracetic acid. The scanning electron microscopy associated with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy showed no difference between distilled water and the different disinfectant solutions when in acid or neutral saliva. It is concluded that the polarization anodic curves for both acid and neutral saliva were similar in all trials, despite the statistical differences highlighted for Ipass and Ecorr, surface corrosion did not occur in any samples after disinfection and polarization in acidic and neutral saliva. Analysis by Scanning Electron Microscopy associated with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy revealed no surface changes in the commercially pure titanium samples studied.

Os eventos celulares e extracelulares que ocorrem durante o processo de osseointegração do titânio (Ti) são bastante influenciados por suas propriedades de superfície, como morfologia, topografia e composição química. A modificação bioquímica da superfície do Ti consiste em imobilizar proteínas ou peptídeos nessa superfície com a finalidade de induzir respostas celulares e teciduais específicas na interface osso-implante que acelerem ou aumentem a osseointegração. O objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento do fenótipo osteoblástico em culturas de células crescidas sobre Ti revestido com colágeno tipo I. Para tanto, células osteoblásticas derivadas de fragmentos ósseos do processo alveolar de humanos foram cultivadas sobre discos de Ti usinados revestidos (Ti-col) ou não (Ti-usinado) com colágeno tipo I e foram avaliados os seguintes parâmetros: adesão, morfologia e proliferação celulares, síntese de proteína total, atividade de fosfatase alcalina (ALP), formação de matriz mineralizada, e expressão de genes marcadores do fenótipo osteoblástico por reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR em tempo real). O Ti-col alterou o crescimento e a expressão gênica das culturas e não teve efeito na adesão e morfologia celulares, síntese de proteína total, atividade de ALP e formação de matriz mineralizada comparado ao Ti-usinado. Esses resultados indicam que a superfície Ti-col pode favorecer um maior crescimento da cultura durante a fase proliferativa e um aumento e/ou aceleração da diferenciação, como indicado por alterações na expressão gênica de marcadores do fenótipo osteoblástico. Portanto, essa modificação de superfície pode ter um impacto nos processos de reparo e remodelação do tecido ósseo adjacente a implantes, favorecendo a ocorrência de maior formação óssea. / Cellular and extracellular events that occur during titanium (Ti) osseointegration process are highly influenced by its surface properties, such as morphology, topography and chemical composition. The objective of biochemical modification of Ti is to immobilize proteins or peptides on its surface in order to induce specific cellular and tissue responses at the boneimplant interface in order to accelerate or enhance osseointegration. The aim of this study was to evaluate the osteoblastic phenotype development in cells grown on collagen type I-coated Ti surface. Osteoblastic cells from human alveolar bone fragments were cultured on turned Ti either coated with collagen type I (col-Ti) or not (turned-Ti) and the following parameters were assessed: cell adhesion, morphology, and proliferation, total protein content, alkaline phosphatase (ALP) activity, bone-like formation and gene expression of osteoblastic markers by real-time polymerase chain reaction (real-time PCR). Col-Ti altered culture growth and gene expression of osteoblastic markers without affecting cell adhesion, morphology, protein synthesis, ALP activity, and matrix mineralization. These results demonstrated that col-Ti favours cell growth during the proliferative phase and osteoblastic differentiation, as demonstrated by changes in mRNA expression profile during the matrix mineralization phase, suggesting that this Ti surface modification may affect the processes of bone healing and remodelling.

Apesar da ampla aplicação clínica de plasma rico em plaquetas (PRP), a sua eficácia no reparo de defeitos ósseos e na osseointegração de implantes metálicos continua sendo questionada. Em vista disso, objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos de um coquetel contendo os principais fatores de crescimento (GFs) e proteínas de PRP no desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro sobre titânio (Ti). O coquetel referido continha PDGF-BB, TGF-&beta;1, TGF- &beta;2, albumina, fibronectina e trombospondina. Células da linhagem osteoblástica foram obtidas por digestão enzimática de osso alveolar humano e cultivadas sob condições osteogênicas convencionais até a subconfluência, sendo, em seguida, subcultivadas sobre superfície de Ti. As subculturas foram expostas durante os 7 primeiros dias a meio osteogênico, suplementado com GFs e proteínas, e apenas ao meio osteogênico nos 7 dias subseqüentes. Os grupos controles foram expostos apenas ao meio osteogênico. Nos experimentos dose-resposta foram utilizadas culturas primárias de calvária de ratos, as quais foram expostas ao coquetel de GFs e proteínas e às suas diluições de 1:10 e 1:100. Culturas derivadas de osso alveolar humano expostas ao coquetel de GFs e proteínas apresentaram: aumento significativo do número de células a partir do dia 4 e da proliferação celular em 1 e 4 dias; redução significativa nos níveis de atividade de fosfatase alcalina (ALP) em 4, 7 e 10 dias e ausência de marcação com vermelho de Alizarina em 14 dias. Apesar de as diluições 1:10 e 1:100 restaurarem a atividade proliferativa das culturas aos níveis controles, formações de matriz calcificada foram observadas apenas na diluição 1:100. Os resultados do presente trabalho mostram que o coquetel de GFs e proteínas inibe o desenvolvimento do fenótipo osteogênico de culturas de células osteoblásticas humanas e de ratos crescidas sobre Ti. / Background: Despite wide clinical application, the efficacy of platelet-rich plasma (PRP) for repairing bone defects and enhancing osseointegration of metal implants is still subject of debate. The objective of the present study was to evaluate the effects of a well-defined mixture of growth factors (GFs) and proteins (GFs+proteins) on the development of the osteogenic phenotype on titanium (Ti) in vitro. The composition of the mixture was based on the major components found in PRP preparations. Methods: The PRP-like mixture contained PDGF-BB, TGF-&beta;1, TGF-&beta;2, albumin, fibronectin, and thrombospondin. Osteoblastic cells were obtained by enzymatic digestion of human alveolar bone and cultured under standard osteogenic condition until subconfluence. They were then subcultured on Ti discs up to 14 days. Treated cultures were exposed during the first 7 days to osteogenic medium supplemented with GFs+proteins and to osteogenic medium alone thereafter. Control cultures were exposed to only osteogenic medium throughout the culture interval. Dose-response experiments were carried out using rat primary calvarial cells exposed to GFs+proteins and 1:10 or 1:100 dilutions of the mixture. Results: Treated human-derived cell cultures exhibited a significantly higher number of cells from day 4 on and of cycling cells at days 1 and 4, significantly reduced levels for alkaline phosphatase (ALP) activity, and no Alizarin red stained areas at day 14. Although the 1:10 and 1:100 dilutions restored the proliferative activity of rat calvaria-derived osteogenic cells to control levels, mineralized bone-like nodule formation was only observed with the 1:100 dilution. Conclusions: The present results demonstrated that a PRP-like protein mixture inhibits development of the osteogenic phenotype in both human and rat osteoblastic cell cultures grown on Ti.

O propósito deste trabalho foi avaliar a fusibilidade, o desajuste marginal e a resistência de união metalocerâmica (RUMC) do titânio comercialmente puro (CP) em função do tipo de revestimento, Rematitan Plus (P) ou Rematitan Ultra (U), e da temperatura final do molde: 400°C (T1), 550°C (T2) ou 700°C (T3). A partir de uma matriz metálica com linha de término cervical em bisel de 30°, foram obtidos sessenta padrões de resina/cera em forma de coping para os ensaios de fusibilidade e desajuste marginal. Para o ensaio de RUMC, foram obtidos sessenta padrões de resina/cera em forma de cilindro, com 8 mm de comprimento e 5 mm de diâmetro, utilizando uma matriz de teflon. Os padrões foram incluídos em dois revestimentos para titânio (P e U), compreendendo um coping e um cilindro para cada um dos anéis, que foram submetidos a ciclos térmicos, com variação da temperatura final (T1, T2 e T3) e fundidos em titânio CP. Após resfriamento, as fundições foram desincluídas e jateadas com óxido de alumínio (100 &micro;m). Depois de recortados dos canais de alimentação, os copings foram submetidos aos ensaios de fusibilidade e desajuste marginal, enquanto os cilindros foram preparados para aplicação da cerâmica: suas superfícies foram usinadas, jateadas com óxido de alumínio (150 &micro;m) e limpas com jato de vapor. A fusibilidade foi expressa como a deficiência (&micro;m) entre a margem real da fundição e uma margem perfeita. As margens das amostras foram registradas em silicona e o raio (R) do arredondamento quantificado para o cálculo da deficiência em &micro;m (D), pela expressão D=2,7&middot;R. As medidas de desajuste marginal (&micro;m) foram feitas com os copings na matriz sob carga de 29,4 N. Na seqüência, os cilindros compostos pelo metal e disco cerâmico (5 mm de diâmetro de 2 mm de espessura) foram submetidos aos ensaios de RUMC por cisalhamento. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e Tukey (&alpha;=0,05). Os resultados mostraram que para fusibilidade do titânio CP, expressa em forma de deficiência marginal (&micro;m), houve diferença significante tanto para fatores, revestimentos (P<0,001, P=81±23 e U=64±11) e temperaturas (P<0,001, T1=69±9; T2=68±9 e T3=82±31), como para interação (P<0,001, PT1=66±7; PT2=69±10; PT3=109±18; UT1=71±11; UT2=67±8 e UT3=55±7). Para o desajuste marginal (&micro;m), também houve diferença significante para fatores, revestimentos (P<0,001, P=465±69 e U=69±58) e temperaturas (P=0,024, T1=220±190; T2=250±212 e T3=332±312), assim como para interação entre eles (P=0,032, PT1=369±150; PT2=436±118; PT3=590±233; UT1=70±63; UT2=64±63 e UT3=74±52). Porém, para RUMC (MPa) não houve diferenças significantes para os fatores revestimentos (P=0,062) e temperaturas (P=0,224), nem para interação entre eles (P=0,149). Concluiu-se que o revestimento U proporcionou melhor fusibilidade e menor desajuste marginal para o titânio CP do que P. T3 determinou pior fusibilidade e maior desajuste marginal do que T1. O efeito do aumento da temperatura final do molde na fusibilidade do titânio CP foi diferente para os revestimentos testados, produzindo melhores resultados para U e piores para P quando se passou de T2 para T3; porém, para o desajuste marginal, este efeito foi observado somente para P, determinando aumento do desajuste marginal quando se passou de T2 para T3. A RUMC não foi afetada pelos revestimentos testados, nem pelo aumento da temperatura do molde no momento da fundição do titânio CP. / The aim of this study was to evaluate the castability, marginal misfit, and metal-ceramic bond strength (MCBS) of the commercially pure (CP) titanium, in terms of investment type, Rematitan Plus (P) and Rematitan Ultra (U), and mold final temperature: 400°C (T1), 550°C (T2), and 700°C (T3). Sixty wax/acrylic resin crown patterns were prepared on a stainless steel stylized crown die having a 30-degree beveled finish line for castability and marginal misfit tests. Sixty wax/acrylic resin cylinder-shaped patterns (height of 8 mm and diameter of 5 mm) were prepared on a plastic matrix for MCBS test. The patterns were invested using two different investments for titanium (P and U). Each investing ring had two patterns: a crown and a cylinder. The casting rings were placed in a furnace to burn out patterns and thermally expand the molds, that were cooled at three temperatures (T1, T2, and T3) for casting in CP titanium. After the rings cooled, the castings were divested manually and airborne-particle abraded with 100-&micro;m aluminum oxide abrasive. Castings were then separated from their sprues. The cast crowns were performed for castability and marginal misfit tests. The cast cylinders were prepared for applying porcelain: their surfaces were machined, airborneparticle abraded with 150-&micro;m aluminum oxide abrasive and cleaned with steam spray. The castability was expressed in terms of the deficiency (&micro;m) between an actual casting margin and a perfect margin. Crown margins were recorded in a silicone impression material. The degree of marginal rounding (R) was measured and margin length deficiencies (&micro;m) (D) were calculated using the formula D=2.7&middot;R. The measurements of marginal misfit (&micro;m) of the cast crowns were performed on the stainlees steel die at a load of 29.4 N. The cylinders composed by metal and ceramic disk (height of 2 mm and diameter of 5 mm) were performed for test of metal-ceramic shear bond strength. Data were subjected to 2-way ANOVA and Tukey HSD test (&aplha;=.05). The results indicated for castability of CP titanium, expressed in terms of marginal deficiency (&micro;m), a significant difference for the main factors, investment (P<.001, P=81±23 and U=64±11), and temperature (P<.001, T1=69±9; T2=68±9; and T3=82±31), as well as for interaction (P<.001, PT1=66±7; PT2=69±10; PT3=109±18; UT1=71±11; UT2=67±8; and UT3=55±7). For marginal misfit (&micro;m), also there was significant difference for the main factors, investment (P<.001, P=465±69 and U=69±58) and temperature (P=.024, T1=220±190; T2=250±212; and T3=332±312), as well as for interaction (P=.032, PT1=369±150; PT2=436±118; PT3=590±233; UT1=70±63; UT2=64±63; and UT3=74±52). However, for MCBS (MPa) there were no significant differences for the main factors, investment (P=.062) and temperature (P=.224), as well as for interaction (P=.149). It was concluded that investment U provided better castability and lower marginal misfit for CP titanium than investment P. T3 provided worse castability and higher marginal misfit for CP titanium than T1. The effect of the increase in mold final temperature on the castability of CP titanium was different between investments, producing better results for U and worse results for P, from T2 to T3; for marginal misfit, this effect was only observed for P, provided higher marginal misfit from T2 to T3. The MCBS was similar between investments and there were no differences with the increase in the mold temperature for casting CP titanium.