Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Adolfo Alberto Leirner / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maizato_MarinaJunkoShiotsu_D.pdf: 5544031 bytes, checksum: 4076d39b3b0c10d63e30edc85fab7f55 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A liofilização de membranas de pericárdio bovino (PB) ou de próteses valvares cardíacas pode melhorar e facilitar aspectos como o armazenamento, a esterilização e a manipulação. Este trabalho apresenta alguns resultados da liofilização, referentes às propriedades mecânicas do PB e às temperaturas de encolhimento (ST) em 6 grupos de PB. Foram avaliadas 50 amostras de cada grupo. Os grupos avaliados foram: (1) PB fresco; (2) PB fresco congelado em freezer, liofilizado e reconstituído; (3) PB fresco congelado em nitrogênio líquido, liofilizado e reconstituído; (4) PB tratado com glutaraldeído/formaldeído; (5) PB tratado com glutaraldeído/formaldeído, congelado em nitrogênio líquido, liofilizado e reconstituído; (6) PB fresco, congelado em nitrogênio líquido, liofilizado, reconstituído e tratado com glutaraldeído/formaldeído. Determinaram-se, seguindo Norma ASTM D638, a resistência à tração, o módulo de elasticidade e a deformação. Comparouse a citotoxicidade dos grupos estudados (4) e (5), seguindo adaptações de Nakamura (1989) e Norma ISO 10993. Pesquisou-se também nos grupos (4) e (5) os aldeídos residuais via cromatografia de alta performance. As diferenças encontradas nos resultados obtidos, exceto no grupo (2), durante os ensaios mecânicos são estatisticamente não significantes. Em todos os grupos os resultados da ST são estatisticamente não significantes. Conclui-se que o PB pode ser liofilizado antes ou após o tratamento com glutaraldeído/formaldeído sem sofrer alterações nas propriedades mecânicas e na ST. Também os ensaios em membranas liofilizadas de PB tratadas com glutaraldeído/fonnaldeído mostraram uma indicação de decréscimo de citotoxicidade e teor de aldeídos residuais / Abstract: Lyophilization of bovine pericardium (BP) in patches or manufactured valves may provide improved storage, sterilization, and handling. This paper describes the appraisal of some consequences of lyophilization on BP. Mechanical properties and shrinkage temperatures (ST) of six groups of BP, 50 samples each, were evaluated. Groups were: (1) fresh BP; (2) BP frozen in freezer, lyophilized and rehydrated; (3) BP frozen in liquid nitrogen, lyophilized and rehydrated; (4) BP treated with glutaraldehyde/formaldehyde; (5) BP treated with glutaraldehyde/formaldehyde, frozen in liquid nitrogen, lyophilized and rehydrated, (6) fresh BP, frozen in liquid nitrogen, lyophilized, rehydrated, treated with glutaraldehyde/formaldehyde. It measured ultimate tensile strength, elasticity module, and elongation, according ASTM D638 Standard. It was compared cytotoxicity of groups (4) and (5) following Nakamura (1989) adaptation and ISOI0993 Standard. Also in the groups (4) and (5) the residual aldehydes were measured using high performance liquid chromatography. Mechanical properties, except in group (2), are not statistically significant. Difference in the results of ST in all groups are not statistically significant. We conc1uded that BP can be lyophilized before and after glutaraldehyde/formaldehyde treatment without changing its mechanical properties and ST. Also Lyophilization of BP treated with glutaraldehyde/formaldehyde resulted in of decreasing cytotoxicity and residual aldehydes / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

O pericárdio bovino é um tecido biológico utilizado na fabricação de vários produtos para a saúde e também em válvulas cardíacas desde o início da década de setenta, porém, ainda requer estudos mais aprofundados no que diz respeito às mudanças que os tratamentos químicos utilizados para confecção das válvulas ocasionam. Atualmente a engenharia de tecidos estuda a descelularização do pericárdio bovino como um processo para retirar os componentes celulares, mantendo intacta a matriz extracelular (MEC), preservando a integridade do colágeno e também pode atuar como anticalcificante. Porém, é necessário saber qual o impacto que o tratamento químico trará nas propriedades mecânicas do tecido, como tensão máxima, deformação específica e alongamento. Nos trabalhos observados, os testes mecânicos realizados nos pericárdios bovinos descelularizados foram feitos no tecido sem serem submetidos a uma pré-tensão, a qual é necessária na maioria das vezes, para formação das cúspides durante a confecção das válvulas cardíacas ou outro dispositivo médico. Por essa razão, foi realizado um estudo do efeito na propriedade mecânica que uma determinada pressão exerce sobre o pericárdio bovino, que passou pelo processo de descelularização. Em paralelo também foi feito uma avaliação histológica do tecido para verificar a ausência de células e a preservação das fibras de colágeno no tecido descelularizado. Foram preparados quatro grupos diferentes para a realização dos testes. O grupo I chamado de grupo controle. O grupo II, onde os pericárdios foram descelularizados com o método PUC I. O grupo III foi tratado como o grupo I, porém sob pressão de 240 mmHg. Já o grupo IV, os pericárdios foram descelularizados e em seguida submetidos à mesma pressão utilizando solução de glutaraldeído 0,2% e 0,5%. Após os tratamentos dos grupos, todas as amostras foram tingidas em solução de azul de metileno 0,03% para melhor visualização das fibras do tecido. Em seguida os tecidos foram cortados a laser para obtenção dos corpos de prova e submetidos ao ensaio de tração. Obteve-se a partir do ensaio, a tensão máxima das amostras, a deformação específica e o alongamento na ruptura. Foi observado que nos grupos onde foram submetidos à pressão tiveram uma tensão máxima menor do que os grupos sem pressão e um maior alongamento. Verificou-se que o efeito da pressão diminuiu a espessura dos tecidos. O processo de descelularização se mostrou eficaz uma vez que foi demonstrada a ausência de células e a preservação das fibras de colágeno após técnica utilizada. / The pericardium is a biological tissue used in the manufacture of various products for medical advices and manufacture of heart valves since the early seventies, however, it still requires further study with regard to the changes that the chemical treatments used to manufacture the valves cause. Several studies show that the tissue often undergoes a process of calcification generated by mechanical stress of opening and closing of the leaflets, damaging the hydrodynamics making valvular replacement necessary. Currently tissue engineering study decellularization process of the bovine pericardium to remove cellular components while preserving the extracellular the matrix (ECM), preserving the integrity of collagen it and can also act as anti-calcification. However, one must know the impact that chemical treatment will bring on the mechanical properties of the tissue, such as tensile strength, strain and elongation percentage. In examined studies, the mechanical tests performed on bovine pericardium decellularized tissue was made without being subjected to a pre-tension which is necessary in most cases for formation of the leaflets during the manufacturing of heart valves. For this reason, a study of the effect on mechanical property that a certain pressure exerts on the pericardium, which passed the decellularization process was made. In parallel it was also made a histological evaluation of the tissue to verify the absence of cells and preservation of collagen fibers in decellularized tissue. Four different groups were prepared for test. The group I was called a control group. In group II, the pericardia were decellularized with the PUC method I. Group III was treated as group I, but under pressure of 240 mmHg. The group IV, the pericardia were decellularized and then subjected to pressure using glutaraldehyde 0.2% and 0.5%. After treatment of the groups, all samples were stained in a solution of blue methylene 0.03% for better visualization of the fibers of the tissue. Then the tissues were cut by laser to obtain the specimens and subjected to tensile test. It was obtained from the test, the tensile strength of the samples, the strain and elongation percentage at break. It is observed that the groups which underwent pressure had a lower tensile strength than those without pressure and on the other hand showed a greater elongation percentage. Thus, it can be verified that the effect of the pressure decreased the thickness of the tissues. The decellularization process has show efficient since it has demonstrated the absence of cells and preservation of collagen fibers after technique.

Orientador: Eduardo Tavares Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cheade_EduardodeLima_M.pdf: 4329649 bytes, checksum: cccb5144d6d74ac9e7db94da82d1e776 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A utilização de próteses de válvulas cardíacas tanto mecânicas quanto biológicas tem se tornado cada vez mais freqüente. Estas próteses devem ser avaliadas (testes in-vitro e in-vivo) para que sejam utilizadas clinicamente. Os testes de desempenho hidrodinâmico são realizados in vitro, e a análise dos resultados é importante para a classificação e caracterização de uma determinada prótese, sendo atualmente um dos requisitos obrigatórios exigido por órgãos reguladores para a aprovação de próteses a serem empregadas clinicamente. Os testes de desempenho hidrodinâmico são realizados por sistemas complexos, denominados duplicadores de pulso, cuja finalidade é reproduzir o comportamento hidrodinâmico do coração e simular as variáveis fisiológicas às quais as válvulas são normalmente submetidas em condições reais. Neste trabalho foi desenvolvido, para uso na empresa Braile Biomédica, utilizando a plataforma de programação LabVIEW®, um programa capaz de fazer a aquisição e interpretação dos sinais de fluxo e pressão provenientes de transdutores específicos, bem como a realização dos cálculos necessários e a geração de um relatório resultante do teste. Também foram desenvolvidos circuitos condicionadores de sinais para os transdutores de pressão e fluxo inerentes ao sistema duplicador de pulso existente na empresa. A partir das medidas e dos gráficos de pressão e fluxo é possível calcular os seguintes parâmetros: área específica do orifício, coeficiente de descarga, fração de regurgitação e índices de performance e eficiência da válvula. / Abstract: It has become very frequent the use of mechanic or biological cardiac valve prostheses. These prostheses must be evaluated (in vitro and in vivo tests) in order to be used clinically. The hydrodynamic performance tests are carried out in vitro. The analyses of the test results are very important for the characterizations and classification of a given prosthesis, being one of mandatory requirements of the regulatory organs in order to approve its clinical use. The hydrodynamic performance tests are carried out by complex systems often called pulse duplicators, which must reproduce the heart hydrodynamic behaviour and simulate the physiological variables that the cardiac valves are submitted in real conditions. In this work it has been developed a software program to be used at Braile Biomedica based on the LabVIEW® platform, capable of acquiring and processing flux and pressure signals from specific transducers, as well as all the necessary calculi and generation of the test results report. It has also been developed the signal conditioning circuits for the pressure and flux transducers inherent to the company pulse duplicator. The following parameters are calculated and reported with several graphics showing flux and pressure signals: orifice specific area, discharge coefficient, regurgitation fraction and valve performance and efficiency indices. / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica