A liga Ti-6Al-4V apresenta excelentes propriedades mecânicas, baixa densidade, alta dureza e resistência à corrosão. Entretanto, tratamentos superficiais como a nitretação por plasma são amplamente utilizadas para melhorar a resistência a fadiga desta liga. O objetivo deste trabalho foi tratar termoquimicamente a liga Ti-6Al-4V por meio da nitretação por plasma a fim de verificar a sua influência nas propriedades de fadiga e comparar os resultados obtidos com as não nitretadas. Este tratamento superficial foi realizado com o objetivo de retardar a etapa de nucleação da trinca. A nitretação por plasma foi realizada em temperaturas em torno de 720°C por 4 horas, numa atmosfera de N2, Ar e H2 (5:5:1). Foi realizado um tratamento térmico nas amostras para se obter a microestrutura de Widmanstätten. A temperatura usada foi de 1050°C por 30 minutos. A caracterização microestrutural das amostras nitretadas e não nitretadas foi realizada usando difração de raios X (DRX), microscopia óptica (MO), e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados da difração de raios X das amostras nitretadas mostram a presença de fases: α, β, ε-Ti2N, e δ-TiN e nas amostras não nitretadas as fases α e β. Essas análises revelaram a presença de uma superfície rica em nitretos seguida de uma zona de difusão com nitrogênio na matriz. A rugosidade superficial foi estudada, e foi observada um aumento na rugosidade de 61% após a nitretação. Os testes de fadiga foram realizados em uma máquina de ensaios flexo rotativa, com uma razão de carregamento R=-1 . Os resultados obtidos mostraram que as propriedades de fadiga foram melhoradas após a nitretação por plasma, retardando a etapa de nucleação de trinca. / The Ti-6Al-4V alloy presents excellent mechanical properties, low density, high toughness and corrosion resistance. However, surface treatments like plasma nitriding are widely used to improve the fatigue resistance of this alloy. Therefore, the aim of this work was to treat thermochemically Ti-6Al-4V alloy by means of plasma nitriding to verify its influence in fatigue properties and compare the results with the untreated ones. This surface treatment was performed with the purpose of retards the crack initiation. The plasma nitriding was performed in temperatures around 720°C for 4 hours, with a gas atmosphere N2, Ar and H2 (5:5:1). A heat treatment was made in the samples to obtain a Widmanstätten microstructure. The temperature used was 1050°C for 30 minutes. Microstructural characterizations of nitrided and non-nitrided samples were carried out using X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The XRD results of the nitrided sample showed the presence of the α, β, ε-Ti2N, and δ-TiN phases. These analyses revealed a surface layer rich in nitrides on the surface, followed by a diffusion layer of nitrogen in the matrix. The surface roughness was compared between the nitrided and non-nitrided layer, and it was observed that the roughness increased 61% after the plasma nitriding. Fatigue tests were performed in a rotating bending testing machine with a stress ratio (R=-1). The results obtained in fatigue tests showed that the fatigue properties were improved after plasma nitriding, retarding the crack initiation.

A artrose, também chamada de osteoartrose ou osteoartrite (OA), é a terceira doença de maior incidência no Mundo. Nesse trabalho, buscou-se criar uma lesão osteocartilaginosa em joelhos de ratos Wistar machos com seis meses de vida, objetivando constituir um modelo animal para estudo da OA humana e, a partir desse modelo, avaliar biomateriais de forma isolada ou associados entre si e avaliados quanto à sua segurança biológica e potencial de reparação tecidual. Além disto, foi analisado o efeito reparador de células-tronco mesenquimais da polpa do dente de leite humano (MSC) isoladamente e em associação com o biomaterial formado por: Titânio + Poli Vinil Álcool + Ac. Hialurônico, nesse estudo denominado de TRIGEL (TRG). O Ac. Hialurônico (HA), por suas propriedades visco elásticas, o pó de Titânio (Ti), devido às suas propriedades biológicas únicas de ostoeintegração e o polímero Poli Vinil Álcool (PVA), com suas propriedades hidrofílicas, promovendo a formação do Hidrogel, os quais associados entre si formam um compósito, o TRG, que foi aplicado sobre uma lesão padrão no joelho da pata pélvica direita de ratos Wistar machos de seis meses de idade. Para a obtenção da lesão padrão, os animais foram divididos em três grupos de cincoanimais e cada grupo foi submetido a uma intervenção cirúrgica em seus joelhos direitos, utilizando três técnicas cirúrgicas diferentes, a saber: Grupo (I): Remoção cirúrgica dos meniscos medial e lateral mais perfuração do platô tibial seguido da aspiração da medula óssea através dessa perfuração por meio de seringa e agulha. Grupo (II): Remoção dos meniscos mais perfuração, sem aspiração, Grupo (III): Apenas a perfuração. Todos os animais foram autopsiados após 30 dias. Os joelhos dos quinze animais que constituíam os três grupos foram devidamente catalogados e enviados para a empresa Histotech, para a confecção das lâminas, tendo sido eleito, por análise histológica, o Grupo (I), por demonstrar menor reparo tecidual espontâneo. Em tese, o TRG teria as seguintes propriedades: Uma fonte de reparação tecidual (visco terapia) dada pelo HA e a capacidade amortecedora e carreadora de células-tronco do polímero PVA, que se hidrata, formando o hidrogel. O Ti, pela sua propriedade de osteointegração formaria um tampão sobre as áreas de matriz óssea exposta o que possibilitaria o afluxo de novos condrócitos, que também pode ocorrer pela ação das células-tronco. Livrar a superfície articular das áreas com exposição da matriz óssea é fundamental para o bloqueio das proteases que perpetuam a fisiopatologia da OA. Após tratamento estatístico dos diversos ensaios, utilizando-se os diversos biomateriais no tratamento da lesão, o TRG foi o biomaterial que apresentou o melhor resultado de força entre os grupos. No estudo histológico, foi evidenciada a presença de tecido cartilaginoso supra- lesional, o que só ocorreu nos animais dos grupos que receberam: apenas TRG, TRG associado com células-tronco e aquele que recebeu apenas MSCs. No entanto, mais estudos, com animais de maior porte e mais velhos, devem ser realizados para melhor analisar a segurança e o potencial terapêutico do compósito Trigel. / Osteoarthritis, or osteoarthritis (OA) is the third most debilitating disease in the world. In this study, we attempted to create an osteocartilaginous lesion in the knees of six months old male Wistar rats, aiming to constitute an animal model for the study of human OA and to use this model to evaluate the therapeutic potential of biomaterials, which are already well known for their biocompatibility properties in the clinical practice. The biomaterials were used in isolation or associated with each other and then evaluated for their biological safety and tissue repair capacity. Mesenchymal stem cells, obtained from human dental pulp from deciduous teeth (MSC) were evaluated alone and in association with the biomaterial formed by: Titanium + Poly Vinyl Alcohol + Ac. Hyaluronic, here called TRIGEL (TRG). Due to its visco-elastic properties, the Ti powder, due to its unique biological properties of ostointegration and the polymer PVA, with its hydrophylic properties, forming a hydrogel, were associated to form the composite named TRIGEL, (TRG), which was applied to a standard knee injury of the right hind leg of male Wistar rats. In order to elect the standard lesion, the animals were divided into three groups with five animals each and each group underwent a surgical intervention in their right knees, with three different surgical techniques being applied, namely: Group (1): Surgical removal ofmedial and lateral meniscus plus perforation of the tibial plateau, followed by aspiration of the bone marrow through this perforation using syringe and needle. Group (2): Removal of the meniscus plus perforation, without aspiration, Group (3): Drilling only. All groups were autopsied 30 days after the procedure and all groups were autopsied at 30 days post-procedure. The knees of the 15 animals that constituted the three groups were analyzed histologically and Group (1) (meniscus removed, perforated and aspirated), was elected as the standard lesion since it demonstrated less spontaneous tissue repair. TRG has the following properties: HA is used as a source of tissue repair (visco therapy) and hydration of the polymer; PVA, forms a hydrogel\", with damping action and as a stem cells carrier, whereas Ti was used due to its ósseo-integration, which would allow coating of the exposed bone matrix and this intra-osseous osteo-integration response would form an intercalating buffer. The healthy cartilage surfaces around this structural buffer would allow the reception of new chondrocytes or the action of the cells on TRG properties. Freeing the articular surface of the areas with bone matrix exposure is critical for blocking the proteases that perpetuate the pathophysiology of OA. In the various biomaterial tests in the treatment of the standard lesions, TRG was statistically shown to be the one that better mimicked the non-injured group. The histological study demonstrated the presence of a supra-lesional cartilagenous tissue, which only occurred in the groups which received: only TRG, mesenchymal stem cells associated with TRG and that which received only MSCs. However, further studies with larger and older animals should be pursued to better assess the safety and therapeutic potential of the Trigel composite.

A artrose, também chamada de osteoartrose ou osteoartrite (OA), é a terceira doença de maior incidência no Mundo. Nesse trabalho, buscou-se criar uma lesão osteocartilaginosa em joelhos de ratos Wistar machos com seis meses de vida, objetivando constituir um modelo animal para estudo da OA humana e, a partir desse modelo, avaliar biomateriais de forma isolada ou associados entre si e avaliados quanto à sua segurança biológica e potencial de reparação tecidual. Além disto, foi analisado o efeito reparador de células-tronco mesenquimais da polpa do dente de leite humano (MSC) isoladamente e em associação com o biomaterial formado por: Titânio + Poli Vinil Álcool + Ac. Hialurônico, nesse estudo denominado de TRIGEL (TRG). O Ac. Hialurônico (HA), por suas propriedades visco elásticas, o pó de Titânio (Ti), devido às suas propriedades biológicas únicas de ostoeintegração e o polímero Poli Vinil Álcool (PVA), com suas propriedades hidrofílicas, promovendo a formação do Hidrogel, os quais associados entre si formam um compósito, o TRG, que foi aplicado sobre uma lesão padrão no joelho da pata pélvica direita de ratos Wistar machos de seis meses de idade. Para a obtenção da lesão padrão, os animais foram divididos em três grupos de cincoanimais e cada grupo foi submetido a uma intervenção cirúrgica em seus joelhos direitos, utilizando três técnicas cirúrgicas diferentes, a saber: Grupo (I): Remoção cirúrgica dos meniscos medial e lateral mais perfuração do platô tibial seguido da aspiração da medula óssea através dessa perfuração por meio de seringa e agulha. Grupo (II): Remoção dos meniscos mais perfuração, sem aspiração, Grupo (III): Apenas a perfuração. Todos os animais foram autopsiados após 30 dias. Os joelhos dos quinze animais que constituíam os três grupos foram devidamente catalogados e enviados para a empresa Histotech, para a confecção das lâminas, tendo sido eleito, por análise histológica, o Grupo (I), por demonstrar menor reparo tecidual espontâneo. Em tese, o TRG teria as seguintes propriedades: Uma fonte de reparação tecidual (visco terapia) dada pelo HA e a capacidade amortecedora e carreadora de células-tronco do polímero PVA, que se hidrata, formando o hidrogel. O Ti, pela sua propriedade de osteointegração formaria um tampão sobre as áreas de matriz óssea exposta o que possibilitaria o afluxo de novos condrócitos, que também pode ocorrer pela ação das células-tronco. Livrar a superfície articular das áreas com exposição da matriz óssea é fundamental para o bloqueio das proteases que perpetuam a fisiopatologia da OA. Após tratamento estatístico dos diversos ensaios, utilizando-se os diversos biomateriais no tratamento da lesão, o TRG foi o biomaterial que apresentou o melhor resultado de força entre os grupos. No estudo histológico, foi evidenciada a presença de tecido cartilaginoso supra- lesional, o que só ocorreu nos animais dos grupos que receberam: apenas TRG, TRG associado com células-tronco e aquele que recebeu apenas MSCs. No entanto, mais estudos, com animais de maior porte e mais velhos, devem ser realizados para melhor analisar a segurança e o potencial terapêutico do compósito Trigel. / Osteoarthritis, or osteoarthritis (OA) is the third most debilitating disease in the world. In this study, we attempted to create an osteocartilaginous lesion in the knees of six months old male Wistar rats, aiming to constitute an animal model for the study of human OA and to use this model to evaluate the therapeutic potential of biomaterials, which are already well known for their biocompatibility properties in the clinical practice. The biomaterials were used in isolation or associated with each other and then evaluated for their biological safety and tissue repair capacity. Mesenchymal stem cells, obtained from human dental pulp from deciduous teeth (MSC) were evaluated alone and in association with the biomaterial formed by: Titanium + Poly Vinyl Alcohol + Ac. Hyaluronic, here called TRIGEL (TRG). Due to its visco-elastic properties, the Ti powder, due to its unique biological properties of ostointegration and the polymer PVA, with its hydrophylic properties, forming a hydrogel, were associated to form the composite named TRIGEL, (TRG), which was applied to a standard knee injury of the right hind leg of male Wistar rats. In order to elect the standard lesion, the animals were divided into three groups with five animals each and each group underwent a surgical intervention in their right knees, with three different surgical techniques being applied, namely: Group (1): Surgical removal ofmedial and lateral meniscus plus perforation of the tibial plateau, followed by aspiration of the bone marrow through this perforation using syringe and needle. Group (2): Removal of the meniscus plus perforation, without aspiration, Group (3): Drilling only. All groups were autopsied 30 days after the procedure and all groups were autopsied at 30 days post-procedure. The knees of the 15 animals that constituted the three groups were analyzed histologically and Group (1) (meniscus removed, perforated and aspirated), was elected as the standard lesion since it demonstrated less spontaneous tissue repair. TRG has the following properties: HA is used as a source of tissue repair (visco therapy) and hydration of the polymer; PVA, forms a hydrogel\", with damping action and as a stem cells carrier, whereas Ti was used due to its ósseo-integration, which would allow coating of the exposed bone matrix and this intra-osseous osteo-integration response would form an intercalating buffer. The healthy cartilage surfaces around this structural buffer would allow the reception of new chondrocytes or the action of the cells on TRG properties. Freeing the articular surface of the areas with bone matrix exposure is critical for blocking the proteases that perpetuate the pathophysiology of OA. In the various biomaterial tests in the treatment of the standard lesions, TRG was statistically shown to be the one that better mimicked the non-injured group. The histological study demonstrated the presence of a supra-lesional cartilagenous tissue, which only occurred in the groups which received: only TRG, mesenchymal stem cells associated with TRG and that which received only MSCs. However, further studies with larger and older animals should be pursued to better assess the safety and therapeutic potential of the Trigel composite.