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Superf?cies de tit?nio modificadas termoquimicamente por plasma : avalia??o da resposta biol?gicaAires, Michelle de Medeiros 05 August 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-08-05 / This laboratory study involves the participation of a group with professionals from
different areas that had contributed to the construction of a multidisciplinary
knowledge, about biological response of titanium surfaces modified through
thermochemical treatment by plasma. Thus, the crystalline phase was previously
characterized in relation to the topography, roughness, molhability and nitrogen
concentration in the samples surface. It s indispensable that materials implanted can
influence in a good cellular response as well as promotes a bacteria action. Surfaces
modified by plasma were exposed to different cultures such as: cellular (human
osteoblastic) and bacteria (Staphylococcus epidermidis ATCC35984 and
Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853) in order to evaluate the biological response.
It was evaluated the adhesion, proliferation, morphology and cellular preference of
human ostheoblastic cells (HOST), as well as the formation of a biofilm and bacteria
proliferation. It was still analyzed the bacteria selectivity ability in relation to the
surfaces. The software Image Pro Plus was used to the counting of cells and bacteria
adhered to the surface of disks. The results were submitted to the variance analysis
(ANOVA), and then, by the Kruskal-Wallis test, using GraphPad Instat ? software,
version 3.5 to Windows. The nitrided samples in spite of show a higher roughness and molhability showed a smaller bacteria growing and higher cellular proliferation,
when compared to non treated samples, indicating that the treated material present a
high efficiency to biomedical implants / Este estudo laboratorial envolveu a participa??o de um grupo de profissionais de
?reas distintas, as quais contribu?ram na constru??o de um conhecimento
multidisciplinar, acerca da resposta biol?gica de superf?cies de tit?nio modificadas
por tratamento termoqu?mico a plasma. Para tanto, uma avalia??o da an?lise de fase
cristalina, topografia, rugosidade, molhabilidade e concentra??o de nitrog?nio nas
superf?cies das amostras foram previamente determinadas. ? imprescind?vel que
materiais implant?veis influenciem uma boa resposta celular como tamb?m
proporcionem uma a??o bacteriost?tica. Com o intuito de avaliar a resposta
biol?gica, superf?cies modificadas por plasma foram expostas as seguintes culturas:
celular (osteoblasto humano) e bacteriano (Staphylococcus epidermidis ATCC35984
e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853). Avaliou-se a ades?o, prolifera??o,
morfologia e prefer?ncia de c?lulas osteobl?sticas humanas (HOST) bem como a
forma??o de biofilme e prolifera??o bacteriana. Analisou-se, ainda, a capacidade de
seletividade de superf?cie pelas bact?rias. O software Image Pro Plus foi utilizado
para contagem das c?lulas e bact?rias aderidas ? superf?cie dos discos. Os
resultados foram submetidos ? an?lise de vari?ncia (ANOVA), seguido pelo teste de Kruskal-Wallis, utilizando o GraphPad Instat ?, vers?o 3.5 para Windows. As
amostras nitretadas apesar de apresentarem uma maior rugosidade e molhabilidade,
quando comparadas com as amostras n?o tratadas, tiveram um menor crescimento
bacteriano e uma maior prolifera??o celular. Indicando que o material tratado possui
uma alta efici?ncia para implantes biom?dicos
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Processing of highly porous titanium parts by metal injection moulding in combination with innovative plasma treatment / Processamento de amostras de tit?nio altamente porosas atrav?s de moldagem por inje??o de p?s-met?licos em combina??o com tratamento por plasmaDaudt, Nat?lia de Freitas 03 March 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-03-03 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / No presente estudo, amostras de tit?nio altamente porosas foram produzidas atrav?s de Moldagem por
Inje??o de p?s Met?licos (Metal Injection Moulding - MIM) com adi??o de agente espa?ante (space
holder). MIM permite a produ??o de amostras com geometrias complexas, alto grau de automatiza??o
e custos reduzidos em larga escala de produ??o. A adi??o de part?culas de agente espa?ante ? MIM
possibilita a produ??o de amostras com porosidade funcional, fazendo com que esse m?todo seja
especialmente atrativo para a produ??o de implantes biom?dicos. Entretanto, a aplica??o desta t?cnica
tem sido limitada pelo fato de que a porosidade na superf?cie das amostras ? parcialmente fechada e as
condi??es de processamento n?o s?o est?veis quando a quantidade de agente espa?ante excede 55
Vol.%. Deforma??o e at? o colapso das amostras foram observados quando amostras contentando
mais 55 Vol.% de retentor espacial foram sinterizadas. Contudo, para implantes de tit?nio, produzidos
pelo m?todo do agente espa?ante, uma porosidade final no intervalo de 60-65 Vol.% e uma porosidade
aberta na superf?cie s?o necess?rias para atingir uma porosidade interligada que permita o crescimento
?sseo. Portanto, neste estudo, tr?s abordagens foram conduzidas visando a produ??o de amostras de
tit?nio altamente porosas com uma porosidade aberta na superf?cie atrav?s da MIM com adi??o de
KCl como agente espa?ante. Primeiro, a quantidade de s?lidos (agente espa?ante e tit?nio) no material
de trabalho foi otimizada. A quantidade de s?lidos foi aumentada at? 80 Vol.%. Evitar o bloqueio da
injetora durante a inje??o do material de trabalho foi o principal desafio, consequentemente um grande
esfor?o foi empregado para melhorar a homogeneiza??o do material de trabalho e a otimiza??o dos
par?metros de processo e, assim, permitir a inje??o dos materiais de trabalho com at? 80 Vol.% de
s?lidos. O aumento na quantidade de s?lidos melhorou a estabilidade geom?trica das amostras
injetadas durante a extra??o t?rmica do ligante e a sinteriza??o, permitindo a sinteriza??o de amostras
contendo 70 Vol.% de agente espa?ante sem deforma??o. Depois, remo??o agente espa?ante foi
realizada atrav?s de sublima??o do KCl durante a sinteriza??o a v?cuo, o que permitiu omitir a etapa
mais lenta do processo: a dessaliniza??o em solvente, e aumentar ainda mais a estabilidade geom?trica
das amostras. E por ?ltimo, tratamento por plasma foi introduzido nas amostras antes da etapa final de
sinteriza??o. Primeiramente, o tratamento por plasma foi aplicado ?s amostras porosas obtidas por
compacta??o a quente do material de trabalho com 70 Vol.% de agente espa?ante. Os resultados
obtidos para amostras compactadas foram transferidos para produ??o e tratamento por plasma das
Abstract
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amostras injetadas. Uma investiga??o detalhada foi conduzida com o objetivo de determinar o
mecanismo de modifica??o por plasma das amostras injetadas com agente espa?ante. Al?m disso, ligas
de a?o bem conhecidas foram tratadas por plasma a fim de avaliar a temperatura durante o tratamento
das amostras injetadas. As amostras porosas de tit?nio foram analisadas com rela??o ao efeito do
tratamento por plasma e da composi??o do material de trabalho na contamina??o por elementos
intersticiais, precis?o geom?trica ap?s cada etapa do processamento, microestrutura, porosidade no
volume e na superf?cie da amostra. O tratamento por plasma aumentou a quantidade de poros abertos
na superf?cie e melhorou a precis?o geom?trica das amostras. Logo, tratamento por plasma de
amostras produzidas por MIM com adi??o de agente espa?ante tem potencial para ser aplicado como
processo padr?o de produ??o de amostras altamente porosas. Resumindo, todas as rotas estudadas s?o
promissoras para a produ??o de implantes de tit?nio porosos atrav?s da MIM, uma vez que permitem a
sinteriza??o de tit?nio altamente poroso com boa precis?o geom?trica, porosidade aberta na superf?cie
e porosidade final no intervalo adequado para o crescimento ?sseo (cerca de 65 Vol.%). / A combina??o da Moldagem por Inje??o de p?s Met?licos (Metal Injection Moulding MIM) e o M?todo do Retentor Espacial (Space Holder Method - SHM) ? uma t?cnica promissora para fabrica??o de pe?as porosas de tit?nio com porosidade bem definida como implantes biom?dicos, uma vez que permite um alto grau de automatiza??o e redu??o dos custos de produ??o em larga escala quando comparado a t?cnica tradicional (SHM e usinagem a verde). Contudo a aplica??o desta t?cnica ? limitada pelo fato que h? o fechamento parcial da porosidade na superf?cie das amostras, levando ao deterioramento da fixa??o do implante ao osso. E al?m disso, at? o presente momento n?o foi poss?vel atingir condi??es de processamento est?veis quando a quantidade de retentor espacial excede 50 vol. %. Entretanto, a literatura descreve que a melhor faixa de porosidade para implantes de tit?nio para coluna vertebral est? entre 60 - 65 vol. %. Portanto, no presente estudo, duas abordagens foram conduzidas visando a produ??o de amostras altamente porosas atrav?s da combina??o de MIM e SHM com o valor constante de retentor espacial de 70 vol. % e uma porosidade aberta na superf?cie. Na primeira abordagem, a quantidade ?tima de retentor espacial foi investigada, para tal foram melhorados a homogeneiza??o do feedstock e os par?metros de processo com o prop?sito de permitir a inje??o do feedstock. Na segunda abordagem, tratamento por plasma foi aplicado nas amostras antes da etapa final de sinteriza??o. Ambas rotas resultaram na melhoria da estabilidade dimensional das amostras durante a extra??o t?rmica do ligante e sinteriza??o, permitindo a sinteriza??o de amostras de tit?nio altamente porosas sem deforma??o da estrutura.
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