A administração indiscriminada de antimicrobianos sistêmicos tem como principais efeitos indesejáveis a seleção antimicrobiana, hipersensibilidade, comprometimento gastrointestinal e toxicidade. A busca por uma alternativa à terapêutica antimicrobiana sistêmica em Odontologia através do uso de um material biodegradável de aplicação local pode apresentar inúmeras vantagens. As características estruturais, de citocompatibilidade e facilidade de fabricação do polímero sintético ácido poli-L-lactídeo (PLLA) permitem que este seja um carreador de fármacos como amoxicilina (AM), azitromicina (AZ), clindamicina (CL) ou metronidazol (ME) mantendo concentrações inibitórias constantes e por tempo prolongado, sendo capazes de prevenir a colonização dos principais patógenos orais. Objetivo: Avaliar e comparar o comportamento de filmes ou malhas de PLLA associados aos quatro antimicrobianos mais utilizados em Odontologia como uma alternativa local. Metodologia: 180 (N) discos poliméricos com 15 ou 6 mm de diâmetro foram preparados em associação a 20% do antimicrobiano amoxicilina, azitromicina, clindamicina ou metronidazol sendo classificados como grupo F (filme) e M (malha). Foram confeccionados segundo os métodos de deposição e eletrofiação (fibras) respectivamente. Todos os discos foram armazenados em solução tampão (pH 5 ou 7.4) e alíquotas foram coletadas e analisadas por cromatografia líquida de alta performace (HPLC) em 8, 24, 48, 72, 96, 120, 144 e 168 horas. As espécimes foram pesadas após 3 e 6 meses de armazenamento nas soluções tampões para análise de degradação. Para a análise de citotoxicidade, os materiais foram cultivados com fibroblastos humanos por 24h, 48h e 72h e analisados por ensaio de MTT. A capacidade antimicrobiana dos discos foi determinada em cultura de P.gingivalis e S.pyogenes. Para o controle estrutural foram realizadas fotografias digitais e MEV dos espécimes controle, das interfaces (criofratura) e das espécimes degradadas. Resultados: A liberação farmacológica para os antimicrobianos na ordem pH levemente básico (7.4) e ácido (5.0) foi respectivamente: ME 70.03% (F) e 100% (M); 88,01% (F) e 19,4% (M). Para AM 38,73% (F) e 18,63% (M); 61,44% (F) e 47,93% (M). Para AZ 32,53% (F) e 82,85% (M); 46,78% (F) e 73,15% (M). Para CL 68,42% (F) e 81,10% (M); 76,47% (F) e 72,76% (M). A análise antimicrobiana demonstrou capacidade inibitória para S.pyogenes e P.gingivalis para todos os materiais testados, não havendo diferença significativa entre filme e malha dentro de cada grupo (p>0.05). A reação de citotoxicidade por MTT comprovou que os biomateriais testados são compatíveis com fibroblastos humanos e mais citocompatíveis que o controle PLLA, controle de vida e morte (p<0.05). As malhas demonstraram favorecimento do crescimento celular principalmente em 24 e 48 horas. A MEV demonstra um filme com superfície rugosa e malha com fibras e poros mimetizando a matriz extracelular. Após criofratura a MEV da interface comprovou incorporação do fármaco ao filme e malha, exceto para o ME, com cristais externos ao polímero. Após a degradação, os filmes de amoxicilina apresentaram maior degradação que PLLA no pH 5.0 (p=0.007) e pH 7.4 (p=0.046). Já para as malhas a azitromicina apresentou maior degradação que PLLA no pH 7.4 (p=0.031). Conclusão: O PLLA é um polímero cuja associação aos antimicrobianos utilizados mostrou-se segura, citocompatível e promissora na liberação de doses inibitórias contra os microrganismos P.gingivalis e S. pyogenes. A liberação farmacológica foi influenciada pela característica química do fármaco, apresentação do polímero (filme e malha) e pH da solução de armazenamento. Este estudo comprovou ser possível através de uma terapêutica medicamentosa local controlar ou prevenir infecções localizadas, sem que seja necessário o fármaco sistêmico. / Indiscriminate administration of systemic antimicrobial has undesirable effects such as antimicrobial selection, hypersensitivity, gastrointestinal commitment and toxicity. For an alternative to systemic antimicrobial therapy in Dentistry, use a biodegradable material of local application can present numerous advantages. The structural characteristics, cytocompatibility and ease of fabrication of the synthetic polymer poly-L- lactide acid (PLLA) enable this to be a carrier biomaterial. When associated with antimicrobials as amoxicillin (AM), azithromycin (AZ), clindamycin (CL) or metronidazole (ME) it can maintain constant the inhibitory concentrations for a long time, being able to prevent colonization of the main oral pathogens. Objective: To evaluate and compare the behavior of PLLA associated with the most useful antimicrobials in Dentistry as an alternative for prevention and treatment of infections. Methodology: 180 (N) polymer discs with 15 or 6 mm diameter were prepared in association with the antimicrobial concentration of 20% amoxicillin, metronidazole, clindamycin or azithromycin being classified as Group F (film) and M (mesh). They were made using the methods of deposition and electrospinning (nanofibers) respectively. All discs were stored in buffer solutions (pH 5 or 7.4) and aliquots were collected and analyzed by high performance chromatography (HPLC) on 8, 24, 48, 72, 96, 120 , 144 and 168 hours. Cytotoxicity of human fibroblasts was tested after 24h, 48h and 72h by the MTT reaction. The antimicrobial capacity of the disks was determined against P. gingivalis and S. pyogenes cultures. The specimens were weighed after 3 and 6 months of storage for degradation analysis. Specimens were also carried out by digital photos for structural control. SEM was used to control interfaces (freeze-fracture) and degradation description. Results: The drug release for antimicrobials in order slightly basic pH (7.4) and acid ( 5.0 ) was respectively : ME 70.03 % (F ) and 100% (M ) ; 88.01 % (F) and 19.4 % ( F ) . For AM 38.73 % (F) and 18.63% ( F ) ; 61.44 % (F) and 47.93 % ( F ) . To AZ 32.53 % (F) and 82.85 % (F ) ; 46.78 % (F) and 73.15% ( F ) . Cl 68.42 % (F) and 81.10 % ( F ) ; 76.47 % (F) and 72.76 % ( F ) . Antimicrobial analysis showed inhibitory capacity against S. pyogenes and P. gingivalis for all tested polymers. ANOVA showed no difference between film and mesh within each group (p> 0.05). The MTT reaction demonstrated that the biomaterials tested are compatible with human fibroblasts (p < 0.05). The meshes have shown a tendency to cell growth especially in 24 to 48 hours. The SEM images showed a film with a rough surface and mesh of nanofibers and pores mimicking the extracellular matrix and also proved incorporation of the drug to the film and mesh after the freeze-fracture interface, except for ME that was external to the polymer crystals. Degradation showed differences among Amoxicillin-film and PLLA pH 5.0 (p = 0.007) and pH 7.4 (p = 0.046). As for the meshes differences occurred only between azithromycin and the PLLA pH 7.4 (p = 0.031). Conclusion: The PLLA is a polymer biomaterial whose association to antimicrobial is safe, biocompatible and promising. It can inhibit P. gingivalis and S. pyogenes microorganisms. The drug release was influenced by the chemical characteristics of the drug, polymer performance (mesh and film) and the pH of the storage solution. This study proved a local drug system therapy to control or prevent localized infections without systemic doses.

Diversas pesquisas têm direcionado esforços na busca de biomateriais que fossem capazes de melhorar a osseointegração e a estabilidade de implantes dentais em regiões anatômicas desfavoráveis. Entretanto, muitas das opções de terapias regenerativas, largamente empregadas em cirurgias orais reconstrutivas, estão associadas à algumas desvantagens clínicas como um grande período de recuperação, alto risco de morbidade, risco de parestesia nos pacientes, além de apresentarem alto custo. Biomateriais obtidos a partir do látex natural extraído da Hevea brasilienses (seringueira) demonstraram apresentar propriedades angiogênicas e significante aumento no reparo ósseo de alvéolos dentais e em defeitos de calota de ratos. Considerando os benefícios da angiogênese no processo de reparação óssea, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade osteogênica proporcionado pelas proteínas angiogênicas do látex na otimização do processo de osseointegração e na estabilidade de implantes de titânio instalados em defeitos ósseos cicunferenciais. Dez cães foram submetidos às cirurgias de instalação de implantes no centro de defeitos ósseos, após a exodontia dos pré-molares. Os defeitos ósseos em cada animal foram preenchidos com coágulo, osso autógeno, proteínas angiogênicas do látex associada ao gel carreador ou gel carreador (apenas gel de colágeno associado ao ácido hialurônico, sem a presença de implante). Em um dos lados da mandíbula os implantes foram recobertos por membrana não absorvível de e-PTFE sem reforço de titânio, ao passo que no lado contralateral, os implantes foram recobertos apenas pelo retalho mucoperiosteal. Metade dos animais foram sacrificados após 4 semanas e o restante após 12 semanas pós-operatórias. A estabilidade dos implantes foi avaliada através de análise de freqüência de ressonância e a formação óssea foi analisada por meio de histologia, histomorfometria, análise qualitativa e quantitativa de fluorescência. Os resultados numéricos obtidos foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e contrastes ortogonais foram realizados para comparações múltiplas. Histologicamente, observou-se para todos os biomateriais, uma formação de osso imaturo e lamelar no tempo de 4 e 12 semanas, respectivamente. Na análise qualitativa de fluorescência, encontrou-se maior atividade óssea no período inicial de avaliação (p&le;0,05). A membrana não mostrou efeito significativo no processo de regeneração óssea e não houve diferença estatística entre os diferentes biomateriais testados (p&ge;0,05). O gel carreador apresentou menor formação óssea quando comparado aos demais materiais, sem considerar o tempo e a presença da membrana (p&le;0,05). Houve um aumento significativo da formação óssea, osseointegração e da estabilidade ao longo do tempo para os diferentes biomateriais empregados (p&le;0,05), independente da presença da membrana. O grupo das proteínas angiogências do látex mostraram formação óssea similar ao coágulo e ao osso autógeno em 4 e 12 semanas, respectivamente (p&ge;0,05). Os biomateriais obtiveram significante formação óssea, osseointegração e estabilidade dos implantes ao longo do período de avaliação experimental. Esta pesquisa mostrou que a regeneração óssea guiada não alterou os resultados histométricos, as proteínas angiogênicas do látex promoveram deposição óssea similar ao coágulo e osso autógeno nos defeitos alveolares, observou-se um aumento do processo de ossoeintegração e da estabilidade dos implantes em todos os sítios experimentais, independente do tratamento instituído. / The development of biomaterials that can assist osseointegration and implant stability in dissatisfactory anatomical regions has been the goal of several researches in the past years. Despite the array of regenerative therapies to be used, some clinical disadvantages still persist, such as considerable patient morbidity, extended patient recovery periods, substantial cost, risk of paresthesia and residual defects in the donor site. Natural latex biomaterials from Hevea brasiliensis (rubber tree) have shown promising advantages, such as angiogenic properties, significantly high bone repair in dental alveoli, easy acquisition and handling, biocompatibility, reduced cost, dispensability of donor sites and very little chance of morbidity. Considering the well-known benefits of angiogenesis in the bone healing process, the purpose of this study was to evaluate the osteogenic capacity of angiogenic latex proteins in accelerating osseointegration and implant stability, when placed in circumferential bone defects. Ten male dogs were underwent an implant placement in center of the defects after pre-molar extractions. The circumferential gaps around the implant were filled either with coagulum, particulate autogenous bone graft, latex angiogenic proteins mixed in a gel carrier, or with collagen and hyaluronic acid gel carrier without implants. Circumferential defects were covered with a non-absorbable e-PTFE membrane on one side and left uncovered on the other. Half the animals were sacrificed 4 and 12 weeks after implant placement. Implant stability was evaluated using resonance-frequency analysis and bone formation was analyzed by histological, histometric, qualitative and quantitative bone labeling analysis. Data were analyzed statistically using ANOVA and orthogonal contrasts for multiple comparisons. Immature and lamellar bone were observed at 4 and 12 weeks, respectively. Bone labeling analysis showed more bone activity on early period of healing (p&le;0.05). The membrane did not show significant effect on bone regeneration and there was not statistical difference among the different biomaterials, considering the different time evaluation periods (p&ge;0.05). Gel carrier group showed less bone formation than other filling materials, not considering recovery time and membrane (p&le;0.05). Latex angiogenic proteins showed bone regeneration similar to coagulum and bone graft at 4 and 12 weeks, respectively (p&ge;0.05). There was significant bone formation, osseointegration and implant stability of biomaterials during the entire healing period. This research showed that guided bone regeneration technique did not change the histometric results; latex angiogenic proteins promoted bone deposition similar to coagulum and bone graft on alveolar bone defects; osseointegration process and implant stability occurred in all experimental sites, regardless of the treatment performed.

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_JoseCarlosSousados_M.pdf: 6317167 bytes, checksum: 3007b440a82fcaab621d5cef423c3334 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A liga Ti-13Nb-13Zr tem sido proposta em estudos de pesquisa como uma nova alternativa dentre as ligas biomédicas por apresentar em sua formulação alguns dos elementos metálicos de maior compatibilidade como: titânio, nióbio e zircônio; considerados como metais válvulas, onde apresentam excelente resistência à corrosão, excelente propriedades mecânicas e baixa densidade. O substrato da liga Ti-13Nb-13Zr foi revestido com titânia (TiO2) por aspersão térmica a plasma visando viabilizar a sua utilização como implantes biomédicos. Foram utilizadas técnicas de caracterização desses substratos revestidos para avaliar os efeitos da titânia sobre as propriedades mecânicas e físico-químicas da liga Ti-13Nb-13Zr. Foram obtidos revestimentos de boa qualidade com baixa porosidade, baixo nível de partículas não fundidas e com boa adesão. O ensaio de riscamento com e sem tratamento térmico não apresentou alterações significativas nos valores da carga crítica. Os resultados experimentais obtidos do substrato da liga Ti-13Nb-13Zr revestido com titânia após o ensaio de riscamento apresentou uma boa adesão do depósito ao substrato o que viabilizará em futuro o seu uso em implantes ortopédicos. / Abstract: The Ti-13Nb-13Zr alloy has been proposed by researchers as new alternative amongst the biomedical alloys for presenting on its composition some of the metallic elements of better compatibility; as titanium, niobium and zirconium; considered as metals valves, by presenting excellent corrosion resistance, excellent mechanical properties and low density. The Ti-13Nb-13Zr alloy substratum was coated with titanium dioxide (TiO2) by plasma thermal aspersion aiming its biomedical application. Titanium influence on the mechanical and physico-chemical properties was determined and coatings were found to be of good quality exhibiting low content of an melted particles and good adhesion. The scratch test with and without thermal treatment did not have significant alterations on the values of the critical load. The results obtained on these experiments showed that TiO2 coating on Ti-13Nb-13Zr alloys has good potencial for orthopedics implantations since it exhibits good adhesion and good mechanical properties. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rubens Caram Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T05:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Verissimo_NathaliaCarolina_M.pdf: 4539752 bytes, checksum: 5f6eb6507fb9a034b3aca9ed35fdea93 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Ligas de Ti do tipo 'beta' contendo elementos biocompatíveis são potencialmente interessantes em aplicações ortopédicas e odontológicas. Enquanto as propriedades mecânicas dessas ligas podem ser controladas por meio de tratamentos térmicos, suas propriedades de superfície podem ser otimizadas por meio da formação de camada de nanotubos de TiO2 usando processos de anodização. Neste trabalho, amostras de Ti CP e das ligas Ti-35Nb e Ti-35Nb-4Sn, obtidas por fusão a arco voltaico em atmosfera inerte, foram anodizadas sob potencial constante de 20V durante 1 hora, usando uma solução aquosa de HF, a fim de obter uma camada de nanotubos de TiO2 amorfa. Tais camadas amorfas foram tratadas termicamente visando promover transformações de fase amorfo-anatase e anatase-rutilo. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos indicam que camadas amorfas de nanotubos de TiO2 com espessura superior a 800 nm foram produzidas. Tratamentos térmicos combinados com ensaios de difração de raios-X permitiram identificar a formação de anatase em 225ºC em Ti CP, em 295ºC na liga Ti-35Nb e em 392ºC na liga Ti-35Nb-4Sn. A estrutura cristalina do rutilo foi observada no Ti CP em 398ºC e em 557ºC na liga Ti-35Nb. A formação de cristais de rutilo sobre a liga Ti-35Nb-4Sn ocorreu em 605ºC. Observou-se que o Nb combinado com Sn tem forte efeito estabilizador da fase anatase. Medidas de molhabilidade indicam que a fase anatase apresenta valores elevados de ângulo de contato, enquanto que a fase rutilo exibe valores menores e com características hidrofílicas. Os resultados obtidos sugerem que a combinação anatase-rutilo é a mais adequada para aplicações biomédicas e crescimento celular por não ser altamente hidrofílica / Abstract: 'beta' type Ti alloys containing biocompatible elements are potentially interesting for orthopedic and dental applications. While the mechanical properties of these alloys can be controlled by means of heat treatments, its surface properties can be optimized by formation of TiO2 nanotube layer using anodizing processes. In this work, samples of CP Ti and Ti-35Nb and Ti-35Nb-4Sn alloys obtained by arc melting under inert atmosphere were anodized using HF-based electrolyte for 1 hour, obtaining amorphous layers of TiO2 nanotubes. These layers were heat treated aiming to promote the amorphous structure and phases like anatase, mixture anatase-rutile and rutile. Samples were characterized by scanning electron microscopy. The results indicate that amorphous layers of TiO2 nanotubes with a thickness exceeding 800 nm were produced. Heat treatments combined with X-ray diffraction experiments allowed identifying the formation of anatase at 225ºC in CP Ti, at 295ºC in the Ti-35Nb alloy and at 392ºC in the Ti-35Nb-4Sn alloy. The crystal structure of rutile was observed in CP Ti at 398ºC and at 557ºC in the alloy Ti-35Nb. The formation of rutile crystals on the alloy Ti-35Nb-4Sn occurred at 605°C. It was observed that Nb combined with Sn shows a strong stabilizing effect of anatase. Wettability measurements indicate that the anatase phase shows high values of contact angle, while the rutile phase exhibits lower values and hydrophilic characteristics. The results suggest that the combination anatase-rutile is the most suitable for biomedical applications and cell growth because they are not highly hydrophilic / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Avaliar a biocompatibilidade do fio lifting biológico - fio serrilhado de poliuretana de óleo de mamona - e sua eficácia no rejuvenescimento facial. Na primeira etapa deste trabalho implantamos os fios no dorso de camundongos, que foram sacrificados com 03, 07, 15 e 30 dias com posterior análise histológica por microscopia óptica. Na segunda fase implantamos os fios na face de pacientes com flacidez dérmica e analisamos, fotograficamente e através de uma modelagem numérico-computacional o resultado (rejuvenescimento), com intervalos entre 07 e 60 dias. As análises histológicas demonstraram uma rápida integração do fio ao tecido celular subcutâneo com formação abundante de colágeno e as fotografias dos pacientes revelaram uma maior firmeza da derme e um rejuvenescimento facial, comprovados pela análise computacional. Suas características químicas e físicas e os resultados iniciais nos permitem acreditar que o fio lifting biológico - fio serrilhado de poliuretana do óleo de mamona - apresenta elevada biocompatibilidade com uma rápida integração ao tecido subcutâneo sendo uma excelente opção no rejuvenescimento facial. / Evaluate the biological lifting thread - castor oil polyurethane serrulate thread - bio-compatibility and it´s eficacy on facial rejuvenation. At first we implanted the threads in subcutaneous tissues on mice backs that were sacrificed after 03, 07, 15 and 30 days, followed by histological analysis of material by using optical microscopy. Later, implants were carried out in patients with facial dermal flaccidity, and comparisons were made through photographs between 7 and 60 days, than we made a numerical-computational modelling comparision of this photographs. Histological analysis showed a quick thread integration with the celular subcutaneous tissue by a large amount of colagen syntesis and the patients photographs showed facial rejuvenation with improvement of the skin flaccidity comproved by numerical modelling. It`s chemical and physical characteristics and the initial results allow us belive that the biological lifting thread - castor oil polyurethane serrulate thread - has good bio-compatibility and fast integration with the celular subcutaneous tissue being an excellent option for the facial rejuvenation.

Este trabalho visou estudar a integração de implantes de colágeno aniônico:elastina obtidos a partir de pericárdio bovino acelularizado e com densidade de carga negativa variável. As cargas negativas foram introduzidas na forma de grupos carboxílicos, por hidrólise seletiva e controlada de grupos carboxamidas de asparagina e glutamina contidos na estrutura primária da proteína. Foram estudados materiais hidrolisados por 24 e 48 horas de tratamento correspondendo, respectivamente, a 46 '+ OU -' e 87 '+ OU -' cargas negativas adicionais em relação ao colágeno nativo. Os implantes foram introduzidos no subcutâneo de rato por tempos de 14, 60, 120 e 180 dias. Os materiais foram caracterizados por análise térmica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, e os explantes avaliados por microscopia de luz (colorações de Hematoxilina: Eosina, tricrômico de Masson e Verhoeff). O objetivo foi avaliar o uso de matrizes com colágeno modificado para a reconstrução de tecidos moles. Diferentemente do tecido nativo (pericárdio bovino), a resposta biológica de matrizes de colágeno:elastina polianiônica após 14 dias do implante foi caracterizada por uma progressiva redução na fibrose, porém mais importante, não foram observadas células características de resposta inflamatória crônica, particularmente nos materiais tratados quimicamente. Após 180 dias, a maioria dos implantes estavam integrados à região implantada. Tais resultados sugerem que matrizes acelulares de colágeno:elastina preparadas pela desvitalização de tecido natural podem ser suportes bastante úteis para a reconstrução de tecidos moles, devido ao seu elevado grau de biocompatibilidade e integração / This work studied the integration of acellular polyanionic collagen:elastin matrices derived of bovine pericardium (BP) with variable negative charge. Negative charges were introduced in the material by selective hydrolisis of carboxamide side chain groups from Asn and Gln present in the primary structure of the protein. Hydrolized materials after 24 and 48 hours of treatment, respectively with 46 '+ OU -' and 87 '+ OU -' extra negative charges, were studied. Implants were placed in the subcutaneous of rats for periods of 14, 60, 120 and 180 days. Materials were characterized by differential scanning calorimetry, SEM and TEM, and explants analysed by optical microscopy (H.E., Masson tricromic and Verhoeff stains). The purpose of this work was to evaluate the use of modified collagen matrices for soft tissue reconstruction. Differently from native tissue (BP), the biological response of polyanionic collagen:elastin matrices after 14 days from implantation was characterized by a progressive decrease in fibrosis, but most important, no characteristic cells of a chronic inflammatory response were observed. After 180 days, most of the implants were integrated to the implant region. The results suggest that acellular collagen:elastin matrices prepared by devitalization of natural tissue due to their high degree of biocompatibility and integration may be potentially useful as a scaffold for soft tissue reconstruction

Nos dias atuais, grande parte das intervenções cirúrgicas inclui o implante de materiais. Os grandes obstáculos na implantação de próteses em organismos humanos são a coagulação sanguínea em contato com o material devido ao alto grau de ativação plaquetária e a compatibilidade dos tecidos biológicos ao material implantado. Agregando melhorias de propriedades mecânicas a superfícies biocompatíveis, materiais poliméricos apresentam grandes tendências a serem excelentes candidatos a biomateriais para tais aplicações. O objetivo deste trabalho foi realizar modificações superficiais em polímeros através do método de implantação por feixe iônico a fim de se investigar mudanças induzidas em suas propriedades superficiais e estudar possíveis mudanças em sua biocompatibilidade, em específico, sua hemocompatibilidade. Amostras de policarbonato foram irradiadas com feixes de íons de argônio com energia 23 keV e cinco diferentes doses. As superfícies das amostras foram analisadas com medidas de ângulo de contato, microscopia de força atômica, espectroscopia de massa de íons secundários, espectroscopia de fotoelétrons, espectroscopia de retroespalhamento Rutherford, deteção de recuo elástico, espectroscopia de raios-X induzidos por partículas e testes de adesão plaquetária. Os resultados das diferentes técnicas apontaram de forma consistente a uma série de alterações químicas e físicas induzidas nas superfícies das amostras, dentre elas: a perda significativa de hidrogênio nas amostras irradiadas, aumento do grau de reticulação entre as cadeias poliméricas que levou ao aumento de elétron deslocalizados e mudança de coloração, remoção de aditivos, migração à superfície de átomos de argônio implantados e alteração de hidrofilicidade. Ao confrontar todos os resultados obtidos com os resultados dos testes de adesão plaquetária, constatou-se que os efeitos observados aumentam o caráter trombogênico da superfície do policarbonato e que a remoção de aditivos com grupos sulfato e sulfonato após irradiação com argônio teve grande influência em tal aumento. / In the current days, a big part of the surgical interventions includes the implant of materials. The great obstacles for prosthesis implantation in living organisms are the blood clotting when in contact to the material due to a high level of platelet activation and the biological tissues compatibility to the implanted material. By joining improvements on mechanical properties to biocompatible surfaces, polymer materials present high tendencies to be excellent biomaterials candidates for such applications. The objective of this work was to perform surface modification in polymers through the ion beam implantation method in order to investigate changes induced in their surface properties and study possible biocompatibility changes. Samples of polycarbonate were irradiated with argon ion beam with 23 keV energy and different doses. The surfaces of the samples were analyzed by contact angle measurements, atomic force microscopy, secondary ion mass spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, Rutherford backscattering spectroscopy, elastic recoil detection, particle induced x-ray spectroscopy and platelet adhesion tests. The results from the different techniques pointed consistently to a series of chemical and physical changes induced on the samples\' surfaces, such as: significant loss of hydrogen for the irradiated samples, increase of cross-linking between polymer chains which led to the increase of delocalized electrons and color change, removal of additives, migration of argon atoms to the surface and hydrophilicity changes. By comparing all the obtained results to the platelet adhesion tests results, it was found that the observed effects increase the thrombogenic characteristic of the polycarbonate surface and that the removal of additives with sulfate and sulfonate groups after the argon irradiation had great influence on such increase.

Nos dias atuais, grande parte das intervenções cirúrgicas inclui o implante de materiais. Os grandes obstáculos na implantação de próteses em organismos humanos são a coagulação sanguínea em contato com o material devido ao alto grau de ativação plaquetária e a compatibilidade dos tecidos biológicos ao material implantado. Agregando melhorias de propriedades mecânicas a superfícies biocompatíveis, materiais poliméricos apresentam grandes tendências a serem excelentes candidatos a biomateriais para tais aplicações. O objetivo deste trabalho foi realizar modificações superficiais em polímeros através do método de implantação por feixe iônico a fim de se investigar mudanças induzidas em suas propriedades superficiais e estudar possíveis mudanças em sua biocompatibilidade, em específico, sua hemocompatibilidade. Amostras de policarbonato foram irradiadas com feixes de íons de argônio com energia 23 keV e cinco diferentes doses. As superfícies das amostras foram analisadas com medidas de ângulo de contato, microscopia de força atômica, espectroscopia de massa de íons secundários, espectroscopia de fotoelétrons, espectroscopia de retroespalhamento Rutherford, deteção de recuo elástico, espectroscopia de raios-X induzidos por partículas e testes de adesão plaquetária. Os resultados das diferentes técnicas apontaram de forma consistente a uma série de alterações químicas e físicas induzidas nas superfícies das amostras, dentre elas: a perda significativa de hidrogênio nas amostras irradiadas, aumento do grau de reticulação entre as cadeias poliméricas que levou ao aumento de elétron deslocalizados e mudança de coloração, remoção de aditivos, migração à superfície de átomos de argônio implantados e alteração de hidrofilicidade. Ao confrontar todos os resultados obtidos com os resultados dos testes de adesão plaquetária, constatou-se que os efeitos observados aumentam o caráter trombogênico da superfície do policarbonato e que a remoção de aditivos com grupos sulfato e sulfonato após irradiação com argônio teve grande influência em tal aumento. / In the current days, a big part of the surgical interventions includes the implant of materials. The great obstacles for prosthesis implantation in living organisms are the blood clotting when in contact to the material due to a high level of platelet activation and the biological tissues compatibility to the implanted material. By joining improvements on mechanical properties to biocompatible surfaces, polymer materials present high tendencies to be excellent biomaterials candidates for such applications. The objective of this work was to perform surface modification in polymers through the ion beam implantation method in order to investigate changes induced in their surface properties and study possible biocompatibility changes. Samples of polycarbonate were irradiated with argon ion beam with 23 keV energy and different doses. The surfaces of the samples were analyzed by contact angle measurements, atomic force microscopy, secondary ion mass spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, Rutherford backscattering spectroscopy, elastic recoil detection, particle induced x-ray spectroscopy and platelet adhesion tests. The results from the different techniques pointed consistently to a series of chemical and physical changes induced on the samples\' surfaces, such as: significant loss of hydrogen for the irradiated samples, increase of cross-linking between polymer chains which led to the increase of delocalized electrons and color change, removal of additives, migration of argon atoms to the surface and hydrophilicity changes. By comparing all the obtained results to the platelet adhesion tests results, it was found that the observed effects increase the thrombogenic characteristic of the polycarbonate surface and that the removal of additives with sulfate and sulfonate groups after the argon irradiation had great influence on such increase.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 celsomurilonmdefaria_dissert.pdf: 1426679 bytes, checksum: 62fc4b90d691c716aef67c9e6590368e (MD5) Previous issue date: 2011-11-22 / Introduction: the utilization of endoprosthesis has its main indication in the neoplasic obstructions do not surgically treatable. The foreign industry dependence is one of the barriers we found for the broad utilization of such devices. The relevance of this research is the development of a national prosthesis from easy access and low cost. Objective: to assess the biocompatibility of nitinol endoprosthesis with polyurethane in the rabbits trachea. Material and Method: Seventeen rabbits were studied from the New Zealand breed (Oryctolagus Sylvilagus), eight male and five female, with an average weight of 3255g (from 2570 to 4270g). The endoprosthesis were applied orally through laringoscopy, under general anesthesia and released in the middle third of the trachea. Radiological study was made to assure the placement of the endoprosthesis that allowed to compare the index of migration of the endoprosthesis in millimeters. The proposed time segment was 30 days. The microscopic variables study was proceeded: dilatation, incorporation and granolomatous tissue and histological cuts from the tracheal and lungs segments for microscopic study. The histological study measured the inflammatory process, the parietal alterations and the kind of epithelium observed in the tracheal bed. Results: Thirteen animals were included in the final study. The average segment time was 26 days (15 to 35 days in observation). Six animals underwent a radiological study during euthanasia and it was demonstrated displacement with migration of the prosthesis for the distal trachea in five animals. There was absence in one. It was shown the prosthesis had a complete expansion in seven animals and partial expansion in six. The incorporation of prosthesis in the tracheal lumen was observed in two animals and adhered in eleven. Granulomatous tissue was present in ten animals and absent in three. The histological study of the mucosa and submucosa showed inflammatory process predominantly of Polymorphonuclear cells as in the contact region with the prosthesis as in the proximal. The depth of the inflammatory process in the tracheal wall was larger in the tracheal area in contact with the prosthesis. The alterations of the respiratory epithelium: the metaplasia parameter was the most frequent in the area without contact with the prosthesis. Corrosion and ulceration were predominant in the area in contact with the prosthesis. The metaplasia parameter was the most frequent in the area in contact with the prosthesis. Conclusion: the nitinol endoprosthesis auto-expandable covered with polyurethane, produced by Braile Biomédica and implanted in the trachea of rabbits was easy to apply and liberation in the tracheal lumen. The endoprosthesis recovered with polyurethane showed in radiographic assessment distal migration, good radial expandability and formation of granuloma tissue. It was also observed an inflammatory process predominantly acute and restricted to the superficial portions of the trachea. The most frequent epithelium alterations in contact with the prosthesis were ulceration and regenerative hyperplasia. / Introdução: a utilização de endoprótese tem a principal indicação nas obstruções neoplásicas e nas obstruções não tratáveis cirurgicamente. A dependência da indústria estrangeira é uma das barreiras para utilização ampla destes dispositivos. A relevância deste trabalho é o desenvolvimento de uma prótese nacional de fácil acesso e baixo custo. Objetivo: avaliar endoprótese de nitinol revestida com poliuretano, na traqueia de coelhos. Material e Método: foram estudados 17 coelhos, da raça Nova Zelândia (Oryctolagus Cuniculus). Oito machos e nove fêmeas, com peso médio de 3522g (de 2570 a 4270g). As endopróteses foram aplicadas via oral, por meio de laringoscopia, sob anestesia geral, e liberadas no terço médio das traqueias. Realizou-se estudo radiológico para assegurar a posição da endoprótese que permitiu comparar o índice de migração da endoprótese em milímetros. O tempo proposto de seguimento foi de 30 dias. Procedeu-se ao estudo das variáveis macroscópicas: dilatação, incorporação e tecido de granulação e cortes histológicos dos segmentos traqueais e pulmonares para estudo microscópico. O estudo histológico mensurou o processo inflamatório, as alterações parietais e o tipo de epitélio observado no leito traqueal. Resultados: 13 animais foram incluídos no estudo definitivo. O tempo médio de seguimento foi 26 (15 a 35) dias em observação. Em seis animais submetidos a estudo radiológico por ocasião da eutanásia, demonstrou-se deslocamento com migração da prótese para traqueia distal, em cinco; ausência de migração em um. Demonstrou-se que a prótese tinha expansão completa em sete animais e parcial em seis. A incorporação da prótese na luz traqueal foi observada em dois animais, e aderido em 11. Tecido de granulação esteve presente em dez animais e ausente em três. O estudo histológico da mucosa e submucosa demonstrou processo inflamatório com predomínio de polimorfonucleares tanto na região em contato com a prótese quanto na proximal. A profundidade do processo inflamatório na parede traqueal foi maior na área traqueal em contato com a prótese. Das alterações do eptélio respiratório, o parâmetro metaplasia foi o mais frequente na área sem contato com a prótese. Corrosão e ulceração predominaram na área em contato com a prótese. Conclusões: A escolha do coelho no desenho do presente estudo prejudicou o resultado. Trata-se de estudo pioneiro tanto na utilização de coelho para estudo de endoprótese, quanto no desenvolvimento de endoprótese metálica autoexpansível nacional. As dificuldades foram naturais deste pioneirismo, mas prejudicaram o resultado final. A endoprótese autoexpansível de nitinol recoberta de poliuretano, produzida pela Braile Biomédica Ltda, (Brasil) e implantada na traqueia de coelhos, demonstrou-se de fácil aplicação e liberação na luz traqueal. Apresentou elevada taxa de migração, boa expansibilidade radial. Verificou-se alta frequência na formação de tecido de granulação e baixa permeabilidade. Observou-se ainda processo inflamatório predominantemente agudo e restrito ás porções superficiais da traquéia. As alterações epiteliais mais freqüentes em contato com a prótese foram ulceração e hiperplasia regenerativa.

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Marize Varella de Oliveira / Banca: Nilson Tadeu Camarinho de Oliveira / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Desde 1970, o titânio e algumas de suas ligas são vastamente usados na fabrição de próteses e dispositivos especiais nas áreas médica e odontológica devido às suas propriedades como baixos valores de módulo de elasticidade (Módulo de Young), resistência à corrosão e características de biocompatibilidade. A presença de elementos intersticiais (oxigênio, carbono, nitrogênio e hidrogênio) altera de maneira significativa as propriedades mecânicas da liga, principalmente suas propriedades elásticas, causando endurecimento ou fragilização da liga. As medidas de espectroscopia mecânica constituem uma ferramenta poderosa para o estudo da interação destes elementos substitucionais e intersticiais com a matriz metálica. O objetivo do trabalho foi prepararA LIGA Ti-15Mo por fusão a arco, e estudar a influência de tratamentos térmicos e do oxigênio presente em solução sólida, na estrutura, propriedades mecânicas, químicas, anelásticas e biocompatibilidade da liga. Os resultados de difração de raios X analisados pelo método de Rietveld permitiram quantificar as fases presentes na microestrutura, estando de acordo com as micrografias obtidas. Os resultados de dureza e módulo de elasticidade mostraram ser sensíveis à concentração de oxigênio e à microestrutura da liga. Nos ensaios de corrosão houve uma melhora significativa do potencial de corrosão após as dopagens com oxigênio. As medidas de espectroscopia mecânica apresentaram estruturas de relaxação e foram identificados os processos constituintes. Os ensaios de biocompatibilidade mostraram que a liga em questão pode ser considerada biocompatível / Abstract: Since 1970, titanium and some of its alloys have been widely used in the manufacture of special devices and prostheses in medical and dental areas due to properties which include low elasticity modulus values, corrosion resistance and characteristics of biocumpatibility. The presence of interstial elements (carbon, nitrogen, oxygen and hydrogen) significantly alters the alloy's mechanical properties, mainly its elastic properties, causing either a hardening or softening of the alloy. Mechanical spectroscopy measurements are a powerful tool to study the interaction of these substitutional and interstitial elements with a metallic matrix. The aim of this work was to prepare the Ti-15Mo alloy by arc-melting and study the influence of heat treatments and oxygen present in the solid solution of the structure, as well as the mechanical, chemical and anelastic properties, and biocompatibility of the alloys. The results of x-ray diffraction were analyzed by the Rietveld Method to allow the phases present in the microestructure to be quantified according to the obtained micrographies. The hardness and elasticity modulus results were sensitive to the oxygen concentration and the alloy microstructure. In corrosion tests there was a significant improvement of the corrosion potential after the oxygen dopyng. The mechanical spectroscopy measurements showed relaxation structures, and constituent relaxation processes were identified. The biocompatibility tests showed that the alloy in question can be considered biocompatible / Mestre