Orientação: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pezzin_AnaPaulaTesta_D.pdf: 25817091 bytes, checksum: 25a24f838427f3546f948d3904de6947 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Nos últimos anos, os polímeros bioreabsorvíveis ganharam uma importância crescente na área médica, devido às suas características de bioreabsorção e biocompatibilidade. Com o intuito de se obter um material polimérico adequado para aplicação como prótese de menisco, estudou se a obtenção e caracterização de blendas bioreabsorvíveis de poli( ácido L-Iáctico) (PLLA) e poli(p-dioxanona) (PPD) preparadas por evaporação de solvente e fusão. As blendas foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura modulada (MDSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO), ensaios mecânicos de tração, diftação de raios-X, análise dinâmico-mecânica (DMA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). As análises térmicas indicaram que as blendas são imiscíveis, pois todas as composições apresentaram duas temperaturas de transição vítrea próximas dos polímeros puros. Foi observado por MEV e MO, uma maior homogeneidade nas composições 20/80 e 80/20, enquanto as blendas 40/60, 50/50 e 60/40 apresentaram uma nítida separação de fases. As blendas foram degradadas in vitro em solução tampão fosfato (pH = 7,4) a 37 :f: 0,5 °C e analisadas por DSC, análise termogravimétrica (TGA) e MEV. Através do estudo in vitro, verificou-se que a PPD degrada mais rápido que o PLLA e que as blendas apresentam comportamento intermediário entre os homopolímeros, mostrando que é possível acelerar a degradação do PLLA através da adição de PPD à blenda. O estudo permitiu a escolha da blenda PPDIPLLA 80/20 como a mais adequada para o implante. Foi realizado um estudo in vivo em coelhos com a blenda porosa PPDIPLLA 80/20 com 3% de trieti! citrato de sódio. Os coelhos foram submetidos a meniscectomia total do menisco medial e as próteses foram retiradas após 3, 6, 12, 14 e 15 semanas. O material foi observado por MO e MEV. O estudo in vivo mostrou que após 14 semanas foi possível observar fibrocartilagem, indicando que a blenda estudada apresenta grande potencial para ser utilizada para a aplicação em questão, já que o material favorece a formação de um neomenisco / Abstract: In the last years, the bioreabsorbable polymers have been gained an increased importance in the medical field, due to its charactheristics of bioreabsorbability and biocompatibility. In order to obtain a polymeric material adequated to be used as meniscus prosthesis, bioreabsorbable blends of poly (L-lactic acid) (PLLA) and poly-p-dioxanone (PPD) have been prepared by solvent casting and melting processo The blends were studied using modulated differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, optical microscopy, tensile tests, x-ray diffractometry, dinamical mechanical analysis and differential scanning calorimetry (DSC). Thennal analysis showed two glass transition temperatures nearly constant and equal to the pure polymers for all blend compositions, suggesting that both polymers are immiscible. The 20/80 and 80/20 blends presented better homogeneity, while 40/60, 50/50 and 60/40 compositions presented a clearly macrosepared system. Blends were immersed in tubes containing a phosphate buffer solution (pH = 7,4) in a thermally controlled bath of 37 :t: 1°C and studied by DSC, thennogravimetric analisys (TGA) and scanning electron microscopy. It was observed by in vitro study that PLLA has a slower degradation rate than PPD and the blends presented an intennediated degradation rate, showing that is possible to vary the degradation rate of the blend changing its composition. The in vitro study was important to permit the choice of the 80/20 blend as the more adequated to implant. An in vivo study was perfonned in rabbits with the porous blend PPD/PLLA (80/20) containing 10 wt % of polymer and 3 wt % of sodium trietil citrate. Meniscectomy was made in rabbits, and the prosthesis were retired after 3,6, 12, 14 and 15 weeks intervals. The samples were observed by scanning electron microscopy and optical microscopy. The in vivo study showed that after 14 weeks it was possible to observe fibrocartilage, suggesting that this material has great potential to be used as meniscal prosthesis due to the induced fonnation of a meniscal replic / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Raul Garcia Carrodeguas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-15T14:41:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Motisuke_Mariana_D.pdf: 16445878 bytes, checksum: 24051dcb16ae3df67a3a90e36fb1c391 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A necessidade de novos biomateriais que permitem considerável melhora na qualidade de vida de pessoas que sofrem de doenças relacionadas à velhice ou que apresentam algum tipo de lesão no tecido ósseo advindas de acidentes ou doenças como a obesidade e o câncer tem despertado o interesse dos pesquisadores. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante uma vez que estes apresentam excelente biocompatibilidae e bioatividade devido à sua composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. A substituição por silicato de alguns grupos fosfatos é, hoje em dia, uma área muito promissora no desenvolvimento de fosfatos de cálcio uma vez que a presença deste elemento pode aumentar a bioatividade e estimular a diferenciação das células aderidas à superfície dos substitutos ósseos. Dentre estes materiais, o que recebe grande destaque é o Si-a-TCP, que se utilizado como cimento ósseo promete resultados interessantes. Além disso, o silício atua como um elemento estabilizante da fase a, tornando possível a sua formação em temperaturas mais baixas que as normalmente empregadas e, por isso, reduzindo os custos de sua síntese. Assim, o principal objetivo deste trabalho é investigar a influência do Si nas propriedades químicas, físicas, mecânicas, de biocompatibilidade e de bioatividade do cimento de a-TCP. No entanto, a síntese do a-TCP puro não é uma tarefa simples, uma vez que muitas condições de processo podem alterar suas propriedades finais ou, ainda, inibir a sua formação. O fator de maior influência é a qualidade dos reagentes de partida, que pode impossibilitar a formação de a-TCP em temperaturas tão altas como 1600°C, comprometendo a reprodutibilidade de seu processamento. Portanto, em conjunto com o desenvolvimento do Si-a-TCP, foram sintetizados reagentes com elevado teor de pureza, ou seja, livres da principal impureza que interfere na síntese do a-TCP, o magnésio. Este elemento é um famoso estabilizante da fase ß e eleva a temperatura de transição de fase ß??a para até 1500ºC. Verificou-se que a padronização das propriedades dos reagentes de partida garantiu a reprodutibilidade do processo de fabricação do a-TCP. Porém, observou-se que o Si reduz em quase quatro vezes a reatividade do a-TCP uma vez que por estabilizar a fase a, torna o material menos solúvel. Além disso, devido a esta baixa reatividade do pó com silício a resistência mecânica do cimento ósseo nos primeiros instantes de cura foi extremamente baixa (0,81 ± 0,25 MPa). Mesmo assim, alcançou valores similares ao cimento sem silício (18 MPa para o a-TCP e 15 MPa para o Si-a-TCP) após 168 horas de cura. Por outro lado, a biocompatibilidade e a formação de uma camada de apatita na superfície dos cimentos após ensaio em Fluido Corpóreo Simulado demonstram que o silício interfere positivamente nos processos de regeneração óssea. Foi possível desenvolver um novo cimento ósseo baseado no Si-a-TCP obtido a partir de reagentes sintetizados em laboratório que garantiram uma considerável redução de custos de síntese e um elevado teor de pureza. A produção dos precursores CaCO3, CaHPO4 e CaSiO3 em laboratório foi a etapa mais significante para a redução de custos uma vez que a baixa quantidade de impurezas presentes é responsável pela menor temperatura de síntese necessária (1200°C para o Si-a-TCP e 1300°C para o a-TCP) e o consequente aumento na facilidade de processamento (moagem) e na bioatividade em FCS do cimento ósseo. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que foi desenvolvida tecnologia nacional para a produção de um cimento ósseo com potencial de aplicação clínica e que será mais acessível à população brasileira. / Abstract: The need for new biomaterials which could improve life quality of people who suffer from oldness diseases or who have any bone tissue injury due to accidents and diseases like obesity and cancer are resulting in a growing number of researches. In this context, the development of new orthopedics biomaterials based on calcium phosphates compounds is relevant once they present excellent bioactivity and biocompatibility due to its chemical composition similar to the mineral part of bone and teeth. Silicon substitution into some phosphorous sites of calcium phosphate bioceramics is a promising field on the development of new biomaterials for orthopedics applications due to the increased bioactivity and cell differentiation on the material's surface which could be promoted by the presence of this element. In this manner, Si-a-TCP is receiving huge efforts since its employment as bone cement could be of great interest. Moreover, silicon is known to stabilize the a-TCP structure and to promote its formation at lower temperatures leading to a cost reduction of its processing. Thus, the major objective of this study is to investigate the influence of Si on the chemical, physical, mechanical, biocompatible and bioactive properties of the calcium phosphate cement once there is a lack of publication regarding this material. On the other hand, the synthesis of a pure a-tricalcium phosphate is not an easy task since all process conditions can change its final properties, or even inhibit its formation. The most limiting factor is the quality of the starting reagents which may preclude the formation of a-TCP at temperatures as high as 1600° C. Therefore, the reproducibility of a-TCP synthesis becomes very difficult and, in some cases, impossible. In this context, and together with the development of Si-a-TCP, high purity reagents were synthesized to eliminate the most important impurity which is an established stabilizer element of ß-TCP, magnesium. It has been discovered that the standardization of the reagents properties guaranteed the reproducibility of a-TCP manufacturing process. Nevertheless, it was also observed that Si has a strong influence on the setting reaction of the cement by reducing by almost four times the TCP reactivity once this element stabilizes the a-TCP structure and the final material is less soluble. As a result, the mechanical strength of the cement at initial times was extremely low (0,81 ± 0,25 MPa) even though it has achieved similar values to the cement without silicon after 168 hours of setting (18 MPa for a-TCP e 15 MPa for Si-a-TCP). Nonetheless, the biocompatibility after in vivo study and the precipitation of an apatite layer after SBF immersion lead to the conclusion that Si has a positive interference on the bone regeneration process. It was possible to develop a new calcium phosphate cement based on Si-a-TCP obtained from laboratory synthesized reagents which lead to a considerable reduction on the production costs and in a high purity level of the final material. The synthesis of CaCO3, CaHPO4 and CaSiO3 with low contents of impurities was the most significant step to cost reduction due to the lower temperatures needed to synthesize Si-a-TCP (1200°C) and a-TCP (1300°C), the enhanced facility on milling and the improved bone cement bioactivity in Simulated Body Fluid. National technology was developed in order to guarantee the production of a bone cement which has a huge potential to clinical application and, certainly, it will be more accessible to Brazilian people. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

O objetivo do presente estudo foi avaliar histologicamente e histomorfometricamente a resposta óssea a três composições de Biosilicato com diferentes fases de cristalização (Vítreo, 1F e 2F) comparando-as com o Bioglass®45S5, que foi empregado como controle. Cilindros de Biosilicato 2F, Biosilicato 1F, Biosilicato®vítreo e Bioglass®45S5 foram implantados em fêmur de coelhos e as amostras obtidas após 8 e 12 semanas da colocação, sendo as mesmas preparadas para análise histológica e histomorfométrica utilizando microscopia de luz. Nesses períodos foi avaliada a resposta óssea e o contato direto osso/implante na porção cortical e no canal medular do fêmur de todos os materiais. A maior quantidade de contato osso implante na região cortical, após 8 semanas, foi observada no material Biosilicato 2F, seguido pelo Biosilicato 1F, Bioglass®45S5 e Biosilicato®vítreo. A análise estatística não evidenciou diferença estatisticamente significante entre os materiais Biosilicato 1F e 2F (p=0,06). Entretanto, nesse período, esses materiais mostraram diferenças estatisticamente significantes em relação aos materiais Biosilicato®vítreo e Bioglass®45S5 (p=0,02). Após 12 semanas o Biosilicato 2F também apresentou os melhores resultados, seguido pelo Bioglass®45S5, Biosilicato®vítreo e Biosilicato 1F, sem contudo serem observadas diferenças estatisticamente significantes (p>0,05). Avaliando a porção medular no período de 8 semanas, observa-se maior formação óssea ao redor do implante de Biosilicato®vítreo, seguido pelos implantes de Bioglass®45S5, Biosilicato 2F e Biosilicato 1F. Decorridas 12 semanas, observa-se melhor resposta óssea nos implantes de Biosilicato 1F, seguido pelos implantes de Biosilicato 2F, Biosilicato®vítreo e Bioglass®45S5, sem contudo serem observadas diferenças estatisticamente significantes entre os materiais ou tempos analisados. Os resultados do presente trabalho demonstram o excelente comportamente biológico das cerâmicas de Biosilicato®. / The aim of this study was to investigate the histological and histomorphometric bone responses to three Biosilicate® with different crystal phases (Vítreo, 1F and 2F) compared to Bioglass®45S5 used as control. Rods of Biosilicate 2F, Biosilicate 1F, Biosilicate®vítreo, and Bioglass45S5 were implanted in rabbits femurs. Implants were harvested at 8 and 12 weeks and prepared for histological and histomorphometric analyses at light microscope level. At these periods bone response and bone-to-implant contact were evaluated at cortical and medullar portion. Considering bone-to-Implant contact at cortical portion Biosilicate 2F presented the highest bone formation, followed by Biosilicate 1F, Bioglass®45S5, and Biosilicate®vítreo (eight weeks). Biosiliacate 1F and 2F presented similar results with no statistic difference (p=0,06). However, in this period Biosilicate 2F demonstrated higher values than Bioglass®45S5 and Biosilicato®vítreo (p=0,02). After twelve weeks direct bone contact was similar between all tested materials (Biosilicate 2F > Bioglass®45S5 > Biosilicate®vítreo > Biosilicate 1F) with no statistically significant difference (p>0,05). When medullar portion was evaluated Biosilicate®vítreo presented a higher amount of new formed bone followed by Bioglass®45S5, Biosilicate 2F, and Biosilicate 1F (eight weeks). After twelve weeks Biosilicate 1F demonstrated the best result, followed by Biosilicate 2F, Biosilicate®vítreo, and Bioglass®45S5. No statistically significant difference between the materials or the periods was observed (p>0,05).All the Biosilicate® glassceramics appeared to have an excellent behavior at biological environment.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-13T14:18:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cristiane N. Coelho.pdf: 260294767 bytes, checksum: c58e766f40f09c7f21e336aedbafb454 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-13T14:23:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cristiane N. Coelho.pdf: 260294767 bytes, checksum: c58e766f40f09c7f21e336aedbafb454 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-13T14:23:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cristiane N. Coelho.pdf: 260294767 bytes, checksum: c58e766f40f09c7f21e336aedbafb454 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-13T14:23:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cristiane N. Coelho.pdf: 260294767 bytes, checksum: c58e766f40f09c7f21e336aedbafb454 (MD5) Previous issue date: 2011-08-22 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The cleaning procedure is a step in cavity preparation of tooth structure to receive the restorative treatment, this step aims to remove debris and microorganisms of the cavity, allowing a direct interface between tooth and restoration. Oil-copal resin is a natural product, used by Amazonian populations and recognized for its medicinal properties such as antimicrobial activity against the microorganisms in the oral cavity. This study evaluated the biological compatibility and antimicrobial activity in mouse molar of the emulsions formulated cleaning the cavity of the base oil-resin of copaiba (Copaifera multijuga), the following concentrations: 10% copal, copal to 10% with amyrin, copal 30% and 30% with copal amyrin. The antibacterial activity of these emulsions were analyzed by the minimum inhibitory concentration, minimum bactericidal concentration and cell viability analysis by fluorescence techniques, compared to ATCC 25175 Streptococcus mutans, Streptococcus oralis ATCC 10557, Streptococcus salivarius ATCC 7073 and Lactobacillus casei ATCC 7469. The cytotoxic activity of emulsions were evaluated by tests of the hemolysis tests and cell culture, compared to murine fibroblasts NHI3T3 by the Alamar Blue test. The color change was evaluated difference between the starting and ending of the specimens of dentin when in contact with the test emulsions at different times, 10 seconds, 30 seconds and 10 minutes. The biological compatibility of the copal emulsions were evaluated by washing the cavity with the test emulsion followed by pulp capping with calcium hydroxide pastes associated with oil-resin of copaiba amyrin 10% + 1% in molars of rats. The test emulsions at all concentrations showed antibacterial activity against microorganisms relevant to dentistry. In cytotoxic activities, all emulsions tested showed cell lysis, with an EC50 ranging from 11 to 32μL/mL. The emulsions of the oil-resin of copaiba with amyrin showed better behavior and hemolytic activity that the emulsions without amyrin. In the test cell culture was observed that the emulsions of the oil-resin of copaiba decrease cell viability showing cytotoxicity. Evaluating the color change, the emulsions of the oil-resin of Copaiba with amyrin were less clinically noticeable color change, ΔE <3.3, within 10 minutes. The pulp capping with emulsions and pastes the oil-resin of Copaiba observed behavior was similar to control, when used in the emulsion of the oil-resin of Copaiba to 10% with amyrin. The authors concluded that testing of emulsions and pastes the base of the oilresin of Copaiba are promising for application in dentistry, requiring more research to improve the pharmacological, physical, mechanical and biological properties. / O procedimento de limpeza da cavidade é uma etapa do preparo da estrutura dentária para receber o tratamento restaurador, esta etapa visa remover resíduos e microrganismos da cavidade, permitindo uma interface direta entre dente e restauração. Óleo-resina da copaíba é um produto natural, utilizado pelas populações amazônicas e reconhecido pelas suas propriedades medicinais, como atividade antimicrobiana frente aos microrganismos presentes na cavidade oral. Este estudo avaliou a atividade antibacteriana, citotoxicidade, alteração de cor e a compatibilidade biológica em molares de rato das emulsões de limpeza de cavidade formulada a base do óleo-resina da copaíba (Copaifera multijuga), nas seguintes concentrações: copaíba a 10%, copaíba a 10% com amirina, copaíba a 30% e copaíba a 30% com amirina. A atividade antibacteriana destas emulsões foram analisadas pelos testes da Concentração Inibitória Mínima, Concentração Bactericida Mínima e Análise da Viabilidade Celular por Técnica de Fluorescência, frente aos Streptococcus mutans ATCC 25175; Streptococcus oralis ATCC 10557; Streptococcus salivarius ATCC 7073 e Lactobacillus casei ATCC 7469. A atividade citotóxica das emulsões testes foram avaliadas através dos testes de hemólise e de cultura de células, frente a fibroblastos murinos NHI3T3, através do ensaio de Alamar Blue. A alteração de cor avaliou diferença entre a cor inicial e final dos corpos de prova de dentina quando em contato com as emulsões testes, em diferentes períodos, 10 segundos, 30 segundos e 10 minutos. A compatibilidade biológica das emulsões da copaíba foram avaliadas através da lavagem da cavidade com as emulsões testes nas concentrações de 10% e 30% com amirina, seguida do capeamento pulpar com pastas de hidróxido de cálcio associadas com óleo-resina da copaíba 10% com amirina 1% em molares de ratos. As emulsões testes, em todas as concentrações, apresentaram atividade antibacteriana frente aos microrganismos relevantes na odontologia. Nas atividades de citotoxicidade, todas as emulsões testadas apresentaram lise celular, com uma EC50 variando de 11 a 32μL/mL. As emulsões do óleo-resina da copaíba com amirina apresentaram melhor comportamento quanto a atividade hemolítica que as emulsões sem amirina. No teste de cultura de células foi observado que as emulsões do óleo-resina da copaíba diminuem a viabilidade celular apresentando atividade citotóxica. Comparando a cor inicial e final dos corpos de prova quando em contato com as emulsões testes, as emulsões do óleo-resina da copaíba com amirina apresentaram menor alteração de cor perceptível clinicamente, ΔE <3,3, no período de 10 minutos. O capeamento pulpar com emulsões e pastas do óleo-resina da copaíba foi observado um comportamento semelhante ao controle, quando utilizado a emulsão do óleo-resina da copaíba a 10% com amirina. Os autores concluíram que as emulsões e pastas testes a base do óleoresina da copaíba são promissores para aplicação na odontologia, necessitando de mais pesquisas para melhorar a farmacotécnica, propriedades físicas, mecânicas e biológicas.

Este trabalho apresenta estudos sobre a síntese química do PEDOT com o objetivo de desenvolver diferentes arquiteturas e propriedades para melhorar a taxa de degradabilidade deste polímero. As estratégias foram as preparações de uma blenda, um copolímero e um nanocompósito. O estudo foi iniciado pela síntese química oxidativa do PEDOT (poli (3,4- etilenodioxitiofeno)) em microestruturas utilizando condições brandas e ambientalmente amigáveis, porém o material obtido não apresentou solubilidade e boas condições de se produzir um filme. Então foi sintetizado quimicamente o PEDOT dopado com PSS (poli estireno sulfonado) (PEDOT:PSS), o mesmo foi usado para preparar blendas com o PLGA (poli (ácido láctico-co-glicólico), para melhorar sua degradabilidade. Foi possível produzir um filme fino e nanoestruturado através de deposição eletrostática camada por camada (LBL) que pode ser utilizado para modificação de eletrodos ou de suportes tridimensionais para engenharia celular. Para garantir a degradabilidade do material, foi realizada a síntese de copolímeros de PEDOT e PLLA (poli(lactídeo)) em que foi variada a proporção de PEDOT na cadeia polimérica. Os copolímeros foram caracterizados por IV, RMN, UV, análises térmicas e submetidos a testes de degradabilidade e de viabilidade celular, apresentando excelentes resultados. Foi possível a obtenção de microfibras deste material. A outra alternativa estudada foi a síntese de um nanocompósito, preparado através da síntese química do PEDOT, partindo do monômero EDOT (3,4- etilenodioxitiofeno)usando HAuCl4 como oxidante e NaPSS como dopante e dispersante. O nanocompósito obtido foi caracterizado apresentando diâmetros médio próximos de 4 nm e com uma estrutura caroço-casca, apresentando nanopartícula de ouro como caroço e o polímero PEDOT:PSS como casca. Foram obtidos filmes deste material por deposição por evaporação de solvente, LBL, utilizando como policátion o PDDA (cloreto de poli (dialil dimetil amônio)) e quitosana, e por deposição eletroforética, que apresentou excelentes propriedades eletrocrômicas como rápidos tempos de respostas com bons contrastes ópticos / This work presents studies about the chemical synthesis of PEDOT (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) with the aim of preparing different architectures and properties to improvement the degradability rate of this polymer. The strategies used to achieve this pupose were the preparation of polymer blends, copolymers and nanocomposites. The study was started by the chemical synthesis of microstructures PEDOT in mild and environment friendly conditions, but the material did not show solubility which enable film formation. Then, PEDOT was synthetized by chemical synthesis doped with PSS (poly(styrene sulfonic acid)), (PEDOT:PSS) to prepare blends with PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid)) to improve its degradability. It was possible to prepare a thin and nanostructured film, by electrostatic layer-by-layer deposition (LBL), which could be used for electrodes or scaffold surface modification. In order to ensure the material\'s degradability, PEDOT and PLLA (poly(lactide)) copolymers were prepared, changing PEDOT proportion in the polymeric structure. The copolymers were characterized by, IR, NMR, UV, thermal analysis and then degradability and cell viability tests, which shown important results. Fibers were able to be obtained with these materials. The next strategy was the preparation of a nanocomposite by one-spot chemical synthesis, initiated by the monomer EDOT (3,4- ethylenedioxythiophene) using HAuCl4 as oxidant and NaPSS as both dopant and dispersant. The nanocomposite obtained was characterized showing diameter of around 4nm and a core-shell structure, with gold nanoparticle as core and PEDOT:PSS as the shell. Films were obtained by this material by casting, by LBL, using PDDA (Poly(diallyldimethylammonium) chloride) and chitosan as polycations, and by electrophoretic deposition. The latter method shows excellent characteristics as fast response time with a good optical contrast

Na engenharia de tecidos os biomateriais são usados tanto para induzir a formação óssea no tecido adjacente quanto agir como matriz temporária de células e outros agentes. Compósitos biodegradáveis a base de hidroxiapatita, colágeno e quitosana foram preparados como arcabouços para permitir a regeneração óssea. Este estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade celular in vitro de novos compósitos de substituição óssea e o seu comportamento biológico após implantação subcutânea no processo de remodelação e cicatrização tecidual. Foram confeccionadas mantas a base de hidroxiapatita (HA), obtida por desproteinização e calcinação do osso bovino, colágeno (Col), obtido por tratamento alcalino do tendão bovino e quitosana (Qui), extraída do gládio de lula, nas seguintes proporções: B1) HA (mistura de partículas <0,2 mm e entre 0,2 e 1,18 mm, proporção 1:1) + Blenda (Col 1% + Qui 0,5%, proporção 1:1), proporção HA:Blenda 1:5; B2) HA (mistura de partículas <0,2 mm e entre 0,2 e 1,18 mm, na proporção 1:1) + Col 1%, proporção HA:Col 1:5; B3) HA (partículas <0,2 mm) + Col 1%, na proporção 1:5. O teste de citotoxicidade in vitro foi realizado pelo método de difusão de extrato em solução (brometo de tetrazolio - MTT). Os biomateriais descritos acima foram avaliados juntamente com o controle positivo (látex), sendo que todos foram submetidos a procedimentos de extração de acordo as normas da ISO10993-5. O meio de cultura foi utilizado como controle negativo. Foram utilizadas duas linhagens celulares: células tumorais de laringe humana HEp (ATCC-CCL-23) e células normais de rim de macaco verde africano (Cercopithecus aethiops) VERO (n=3). A citotoxicidade foi avaliada em um espectrofotômetro (absorbância de 570nm). No teste de biocompatibilidade as amostras foram implantadas no subcutâneo da região dorsal de 51 ratos Wistar. Histomorfometria de espessura e qualidade da cápsula fibrosa, interface implante-tecido, infiltrado inflamatório e crescimento celular interno foram realizados aos 3, 7 e 28 dias após cirurgia (n=5). Imunohistoquímica foi realizada para caracterizações adicionais do infiltrado de macrófagos. No teste de citotoxicidade as linhagens celulares mostraram resultados semelhantes. Não houve diferença entre os compósitos e o controle negativo. Foi demonstrado que os compósitos avaliados não apresentaram efeitos tóxicos em comparação ao controle positivo. No teste subcutâneo a qualidade e a espessura da cápsula não apresentaram diferenças significantes entre os biomateriais e os períodos de implantação. A resposta celular inflamatória aos 7 dias foi mais intensa no biomaterial B1, seguido pelo biomaterial B2 e B3. Uma baixa reação de corpo estranho foi observada em todos os biomateriais, caracterizada pela presença de poucos macrófagos. Ocorreu um intenso crescimento celular no interior do biomaterial B3 aos 28 dias. A análise histológica sugere que esses biomateriais são bem tolerados com baixa reação tecidual inflamatória. Concluímos que os três biomateriais avaliados não apresentaram evidências de citotoxicidade in vitro e, in vivo, mostraram uma boa biocompatibilidade. Esses materiais mostraram-se bons candidatos a matrizes para engenharia de tecidos e enxertos para regeneração óssea. / The biodegradable hydroxyapatite / chitosan / collagen composites of similar composition of the normal human bone were prepared as a biomimetic scaffold for bone replacement and regeneration. The aim of the present study was to evaluate the in vitro cytotoxicity of three new bone grafts and the influence of these synthetic grafts on the inflammatory response and remodeling of connective tissue during wound-healing process. Three biomaterials were developed: B1 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm + between 0,2 and 1,18 mm) / collagen 1% / chitosan 0.5%; B2 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm + between 0,2 and 1,18 mm) / collagen 1% and B3 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm) / collagen 1%. These biomaterials were investigated using a tetrazolium-based calorimetric assay (MTT assay). Latex was used as positive control and the culture medium as a negative control. Two cell lines were used to evaluate the effect of cell type on the toxicity results: human tumor cells HEp-2 (ATCC-CCL23) and monkey normal cells (VERO). Extracts from the biomaterials were obtained according to ISO 10993-12 standards. The cytotoxicity was assessed in a spectrophotometer (the absorbance was read at 570 nm). There were two independent experiments in triplicates. All values were expressed as mean values \'+ OU -\' standard deviation. In the biocompatibility test the samples were implanted subcutaneously in the dorsal lumbar region of 51 Wistar rats. Histomorphometric evaluation of capsule thickness, capsule quality, implant-tissue interface, infiltrate / inflammation and cellular growth within implant was performed 3, 7 and 28 days post-operatively (n=5). Immunohistochemistry was performed for further characterization of the macrophages infiltrate. In cytotoxicity test the cell lines showed similar results. There is no difference in values between the composites and negative control. The values of composites were significant different than the positive control. It was showed that none of the tested composites presents toxic effects for the cell lines evaluated in comparison with positive control. In the subcutaneous test the capsule thickness and capsule quality didn\'t show significant differences between the biomaterials and time of implantation. The biomaterial B1 showed significant difference in inflammatory cellular response than B2 and B3 at 7 days. A low ongoing foreign body reaction was observed in all biomaterials characterized by infiltration of few macrophages. A significant cellular growth within the B3 was observed at 28 days. Histological analysis suggested that the biomaterials were well tolerated with low inflammatory response. According to this study, the three bone grafts evaluated showed no evidence of cytotoxicity and good biocompatibility which makes them suitable candidates to design of bone replacement graft material.

Com o aumento da expectativa de vida e o envelhecimento da população, a medicina regenerativa vem ocupando um importante espaço visando manter a qualidade de vida da população. A engenharia de tecidos, apoiada nos avanços da biotecnologia e da nanotecnologia, vem se configurando como alternativa mais versátil e menos custosa ao reparo e transplante de tecidos e órgãos. Os arcabouços para engenharia tecidual constituídos de nanofibras têm o potencial para mimetizar a arquitetura nanométrica dos tecidos humanos, especialmente devido à grande área superficial e elevada porosidade. Para a fabricação de arcabouços de nanofibras, a técnica mais utilizada é a de eletrofiação, devido à sua alta versatilidade, e os materiais mais estudados são os polímeros biodegradáveis e biocompatíveis, que são os mais desejados para fins biomédicos. A esterilização é uma etapa crítica no processo de fabricação de produto médico implantável e pode ter impacto no desempenho dos arcabouços poliméricos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da esterilização por gás ozônio em arcabouços de nanofibras poliméricas eletrofiadas para engenharia de tecidos. A esterilização por ozônio foi eficaz na inativação do indicador biológico G. stearothermophilus, caracterizando eficácia na letalidade microbiana; igualmente, não se detectou crescimento microbiano no teste de esterilidade. Os arcabouços de nanofibras de poli(ácido láctico-co-ácido glicólico) tiveram suas propriedades físico-químicas, mecânicas e biológicas preservadas, mantendo o mesmo desempenho como suporte para o crescimento de fibroblastos NIH3T3 após a esterilização. Já os arcabouços de poli-caprolactona, tiveram suas propriedades alteradas e apresentaram um melhor desempenho na proliferação celular de fibroblastos L929 após a esterilização. Assim, o gás ozônio se mostrou como um método alternativo para a esterilização de nanofibras poliméricas para engenharia tecidual. / Since world population is ageing, regenerative medicine has become a growing area in the medical field in order to maintain the life quality of population. With the advance of biotechnology and nanotechnology, tissue engineering has emerged as a more versatile and less costly alternative to tissue repair and transplantation. Nanofibers have the potential to mimic the human tissue architecture at the nanometer scale, especially due to their large surface area and high porosity. Electrospinning is the most applied technique to fabricate nanofibers scaffolds mainly because of its powerful and high versatility. Many polymers can be used on the fabrication of nanofibers scaffolds; however, the biodegradable and biocompatible polymers are the most desired ones for biomedical purposes. Sterilization is a critical step in the fabrication process and might impact the performance of polymeric scaffolds. Therefore, the aim of this study was to evaluate the impact of sterilization by ozone gas on polymeric electrospun nanofibers scaffolds for tissue engineering. Ozone gas sterilization was efficient in killing the G. stearothermophilus spores, a common biological indicator used for validation of sterilization processes. The sterilization method preserved the physico-chemical, mechanical, and biological properties of poly(lactic-co-glycolic) acid nanofibers, keeping the performance of NIH3T3 proliferation on the scaffolds. On the other hand, the same sterilization method altered some properties of poly-caprolactone electrospun scaffolds, what improved L929 fibroblasts proliferation on the scaffolds after sterilization. Therefore, ozone gas was found to be a benign sterilization method for polymeric electrospun scaffolds for tissue engineering.

Materiais poliméricos têm sido usados em um vasto número de aplicações médicas e farmacêuticas, caracterizando-se como biomateriais. Antes do uso humano, se faz necessário uma criteriosa programação de testes que permitam investigação da segurança do material e avaliação da eficácia e assim, avaliar sua biocompatibilidade. Essa atenção também tem sido aplicada a materiais nanoparticulados, inclusive de constituição polimérica. Sendo assim, antes da liberação destes materiais para uso humano, testes preliminares são feitos in vitro e in vivo, neste caso com experimentação animal. Paralelamente à crescente busca em se manter a segurança biológica, a ciência tem procurado metodologias alternativas para se obter resultados seguros e que possam substituir os obtidos in vivo. Neste contexto, surge grande interesse no uso de culturas celulares, primeiramente em monocamadas e posteriormente, o desenvolvimento de culturas celulares em estrutura tridimensional, mimetizando de maneira mais próxima o que ocorre in vivo. Considerando as diversas vantagens obtidas no estudo de culturas tridimensionais, este estudo teve como objetivo desenvolver tal modelo, visando simular sistemas de avaliação para biocompatibilidade de materiais poliméricos, testando nanopartículas de polibutilcianoacrilato. Foram cultivadas células de fibroblasto e melanócito humanos e células de melanoma (SK-Mel-103) em monocamada e em matriz tridimensional de colágeno tipo I e avaliada a citotoxicidade em 24, 48 e 72 horas das nanopartículas utilizando os testes de Exclusão Azul de Tripan e MTT. Os resultados indicam que as nanopartículas de polibutilcianoacrilato são mais citotóxicas com o aumento da concentração da amostra, assim como o IC50 foi decrescente ao longo dos dias, demonstrando a intensificação da resposta biológica no decorrer do tempo e foram mais citotóxicas para as células de melanoma. Este perfil de aumento de citotoxicidade com o passar do tempo também foi observado no ensaio clonogênico, onde as células foram cultivadas em monocamada e incubadas com a amostra até 14 dias. Os testes de viabilidade celular em cultura tridimensional evidenciaram faixa de IC50 um pouco maior do que em monocamada, demonstrando uma pequena redução na citotoxicidade quando avaliada no ambiente 3D. Foram feitos testes de caracterização do tipo de morte utilizando citometria de fluxo, confirmando os dados dos testes de viabilidade que indicam aumento de morte com o aumento da concentração de teste. A morte acontece por apoptose tardia. Nas concentrações próximas ao IC50, há indicação que as nanopartículas de polibutilcianoacrilato inibem a autofagia em fibroblastos e células de melanomas cultivados em monocamada, característica que é anulada quando o comportamento é avaliado em ambiente tridimensional. Os resultados indicam que nanopartículas de polibutilcianoacrilato podem levar a modificação da resposta celular dependendo da concentração empregada e do ambiente de cultivo das células, mostrando serem promissores o estudo e o emprego de ambiente tridimensional na avaliação de citotoxicidade de nanopartículas poliméricas. / Polymeric materials have been widely used as biomaterials in medical and pharmaceutical applications. Before their use in humans, a number of tests is necessary to investigate the safety and effectiveness of the biomaterial in order to determine its biocompatibility. This attention has been given to nanoparticulate materials, including those of polymeric composition. Thus, in vitro and in vivo preliminary tests are done before these materials are released for human use. In parallel with the concern with biological safety studies, there has been a continuous effort in finding alternative methods to replace the current in vivo animal tests and provide reliable results regarding safety. In this context, great interest arises in the use of cell culture, firstly as monolayer and secondly as three-dimensional cell culture systems that mimic more closely the in vivo morphology. Taking into account all the advantages of three-dimensional cell culture studies, the aim of this work is to develop a three-dimensional model that can effectively evaluate polymeric biomaterials biocompatibility using polybutylcyanoacrylate nanoparticles. Cell culture of human fibroblasts, melanocytes and melanoma cells (SK-Mel-103) were cultured in monolayer and on type I collagen matrix. Polybutylcyanoacrylate nanoparticles cytotoxicity was evaluated in 24, 48 and 72 hours using Tripan Blue and MTT assays and the results found were dose and time-dependent to all cell types. Moreover, melanoma cells were significantly more sensitive to the nanoparticles toxicity. The same profile of cytotoxic response was observed in the clonogenic assay, where cells were cultured in low-density monolayer and incubated with the nanoparticles for 14 days. Cell viability assays in 3D culture had a slightly higher IC50 range when compared to the monolayer results, which suggests a reduction in the nanoparticle cytotoxicity in the 3D environment. Cell death analysis using flow cytometry confirmed the dose-dependent response obtained by cell viability assays. Cell death occurred mostly via late apoptosis. There is suggestive evidence that treatment with polybutylcyanoacrylate nanoparticles in concentrations close to the IC50 inhibits autophagy in fibroblasts and melanoma cells when cultured in monolayers, but this response could not be observed in the 3D environment. Our results showed that polybutylcyanoacrylate nanoparticles can modify cell response depending on the concentration used and the conditions of cell culture. We conclude that the 3D cell culture is a promising method for the evaluation of polymeric nanoparticles cytotoxicity.

Os biomateriais podem ser definidos como substâncias de origem natural ou sintética que são tolerados de forma transitória ou permanente pelos diversos tecidos que constituem os órgãos dos seres vivos. Dentre esses biomateriais podemos citar o Agregado de Trióxido Mineral (ATM), que foi desenvolvido na Universidade de Loma Linda na década de 90. Desde então, não cessaram trabalhos de pesquisa envolvendo esse material e o Cimento Portland (CP); que embora não seja um material de uso odontológico direto, pode-se afirmar que possui basicamente os mesmos componentes químicos do ATM. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a biocompatibilidade do cimento Portland comum (CP-I) e do cimento Portland branco (CPB) não estrutural, incluídos na calvária de ratos. Foram selecionados vinte ratos, dois foram previamente utilizados como grupo piloto; os dezoito restantes foram distribuídos em três grupos de seis ratos que avaliados nos tempos experimentais de 30, 60, 90 dias foram mortos para análise histopatológica. Cada animal recebeu um implante, sendo três de Cimento Portland Comum (CP-I) e três de Cimento Portland Branco (CPB). Os resultados mostraram que não houve conseqüências de uma proliferação microbiológica em nenhum dos cimentos e tempos pesquisados. Observou-se tecido conjuntivo denso, celular e ricamente vascularizado. Também foi visualizado uma matriz óssea recém formada, adjacente aos osteoblastos ativos e que não estava ainda calcificada; apresentava-se menos mineralizada e com ausência de lamelas. Durantes os tempos histológicos de 30, 60 e 90 dias, o infiltrado inflamatório disperso no tecido apresentou-se: intenso, moderado e discreto. Sugerindo a mudança do processo inflamatório de agudo a crônico respectivamente / The biomaterials can be defined as substances of natural or synthetic origin that are tolerated on a temporary or permanent by the various tissues that make up the organs of living beings. Among these biomaterials can quote the mineral trioxide aggregate (MTA), which was developed at the University of Loma Linda, in the 90s. Since then, it stopped work on research involving this material and Portland cement (PC), which although not a dental material to use direct, one can say that basically has the same chemical components of the ATM. The purpose of this study was to evaluate the biocompatibility of common Portland cement (PC-I) and the white Portland cement (CPB) no structural, included in the skull of rats. Twenty rats were selected, two were previously used as a pilot group and the eighteen others were divided into three groups of six rats that were killed and evaluated in experimental stroke, 30, 60, and 90 days. Each animal received an implant, three of Common Portland Cement (PC-I) and three of White Portland Cement (CPB). The results show that there were no consequences of a microbial proliferation in any of cement and times searched. There was also the formation of bone tissue with characteristics of immaturity, showing gaps in some areas without osteocytes; presence of moderate and cell tissue, richly vascularized, showing characteristics of biocompatibility, and the potential for bone and cell differentiation.

O uso de biomateriais para acelerar reparos de fraturas ósseas tem aumentado nos últimos anos. Neste estudo, as propriedades piezelétricas do fluoreto de polivinilideno foram utilizadas com a finalidade de mimetizar os potenciais bioelétricos associados à deformação óssea, que são diminuídos quando ocorre fratura óssea. Estudos histomorfométricos foram efetuados para verificar a influência do polímero. Testes de biocompatibilidade e de esterilização permitiram avaliar os riscos da utilização do polímero como material de implante. O polímero piezelétrico associado à placa de osteossíntese resultou em uma maior quantidade de matriz óssea mineralizada na lesão quando comparado ao implante da placa sem o polímero. / The use of biomaterials to promote accelerated bone fracture repair has been improved in the recent years. In the present study, the piezoelectric properties of poly(vinylidene fluoride) were used with the aim of mimetizing bioelectrical potentials associated to bone strain which decrease when a bone fracture occurs. Histomorphometric studies were accomplished to verify the influence of the polymer. Biocompatibility and sterilization tests assessed any risk related to the use of a polymer as an implantable material. The piezoelectric polymer associated to an osteosynthesis plate resulted in a larger amount of mineralized bone matrix in the lesion when compared to a plate implanted without the polymer.