Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biomédica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação na FEUP do Professor Doutor António Torres Marques, e na Universidade de Aveiro do Professor Doutor José António Simões

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-25Bitstream added on 2014-06-13T18:50:40Z : No. of bitstreams: 1 nogueira_ra_me_bauru_prot.pdf: 2628699 bytes, checksum: 548bffb406de71f06f0ab9ae6a52d7c8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A utilização de biomateriais do reparo do tecido ósseo tem revolucionado a Ortopedia e a Odontologia atuais. Um metal estudado para estas aplicações é o titânio e suas ligas, pois possuem um excelente grau de biocompatibilidade com o organismo humano, uma excelente resistência à corrosão em meio biológico e uma ótima relação resistência mecânica/densidade. Estas propriedades são fortemente influenciadas pela presença de lementos intersticiais e as medidas de atrito interno têm sido muito utilizadas para verificar o comportamento destes elementos em materiais. O objetivo neste trabalho foi estudar o efeito de elementos intersticiais nas propriedades da liga Ti-10Mo (% em peso), por meio de medidas de difração de raios X, microscopia eletrônica e varredura, testes de citotoxidade, corrosão e espectroscopia mecânica. As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos de recozimento e dopagem com oxigênio. Os testes de biocompatibilidade mostraram que não houve nenhuma resposta indireta. Os extratos dos materiais não interferiram no desenvolvimento, crescimento e proliferação das células. Foi detectada uma melhora na taxa de corrosão, juntamente com um aumento do potencial de corrosão, com a dopagem do material, características estas interessantes para um biomaterial. Os resultados de espectroscopia mecânica mostraram a presença de uma estrutura de relaxação após a dopagem com oxigênio em torno de átomos dos elementos que compõem a liga. Observou-se que a adição de oxigênio intersticial causou um aumento no módulo de elasticidade, o que é ruim quando se trata de um biomaterial para implantes ortopédicos. / The use of the biomaterials in the repair of the bone tissue has been revolutionizing the Orthopedics and the Odontology. A metal very studied for these applications is the titanium and its alloys, because they possess an excellent corrosion resistance in a biological media and a good relationship mechanical strength/density. These properties are strongly influenced by the presence of interstitial elements and the internal friction measurements have been a lot used to verify the behavior of these interstitial elements in materials. The objective of this work was to study the effect of interstitial elements in the properties of the Ti-10Mo (%in weight) alloy, through X-ray diffraction, scanning electron microscopy, cytotoxicity tests, corrosion and mechanical spectroscopy. The samples were submitted to heat treatments of annealing and oxygen doping. The biocompatibility tests showed that there was not any indirect cytotoxic answer. The extracts of the materials didn't interfere in the development, growth and proliferation of the cells. An increase in the corrosion rate was detected, with an increase of the corrosion potential, with the oxygen doping, interesting for applications as biomaterial. The mechanical spectroscopy results showed the presence of a relaxation structure after the oxygen doping that was attributed mainly to the stress-induced ordering of the oxygen atoms around the atoms that compose the alloy. It was observed an increase in the elasticity with the oxygen doping, what is bad when it is a biomaterial.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-26Bitstream added on 2014-06-13T20:55:48Z : No. of bitstreams: 1 ruiz_slm_me_bauru.pdf: 2192479 bytes, checksum: 69f94a0515d295047a14f126eaa6fb64 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O crescente aumenta na expectativa de vida da população tem resultado numa igual demanda e procura por biomateriais metálicos. Biomateriais metálicos são utilizados na substituição ou recuperação de ombros, joelhos, quadril e cotovelos. As ligas a base de Ti são materiais promissores para tais fins, pois apresentam uma excelente biocompatibilidade, ótima resistência à corrosão em meio biológico. Essas características são grandemente influenciadas pela presença de elementos substitucionais e oxigênio intersticial e a técnica do atrito interno constitui um aliado bastante importante na análise dos resultados deste trabalho. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é analisar a influência do exigênio intersticial nas propriedades das ligas Ti-8Ta e Ti-16Ta (% em peso). As medidas de atrito interno foram utilizadas para obtenção do módulo de elasticidade dinâmico das ligas estudadas, pois esta grandeza está experimentalmente associada ao amortecimento das vibrações livres do sistema, a dissipação de energia elástica e a frequencia de oscilação do sistema. Para tais medidas empregou-se um Pêndulo de Torção com frequencia de oscilação de aproximadamente 30Hz e temperatura na faixa de 230 a 350K. As ligas estudadas passaram por processos de tratamento térmico e dopagens com oxigênio e foram caracterizadas por medidas de densidade, difração de raios X e posterior refinamento de Rietveld, microdureza, módulo de elasticidade e testes de citotoxicidade in vitro. Os testes iniciais de biocompatibilidade mostram que não houve nenhuma resposta citotóxica, originando resposta celular satisfatória. As medidas de microdureza apresentam valores menores que os encontrados na literatura e as medidas de raios X mostram picos característicos da fase 'alfa' do titânio. Na análise de Rietveld verificou-se a presença de estrutura martensítica 'alfa' e fase 'beta' para... / The accelerating increase in life expectancy of the population has resulted in greater demand and more searches for metallic biomaterials. Metallic are extensively used in the replacement or restoration fo shoulders, knees, hips and elbows. Ti-based alloys are promising materials for such purposes, because they present excellent biocompatibility, a great mechanical strengh/density relation and a high corrosion resistance in a biological medium. These characteristics are greatly influenced by the presence of substitutional elements and interstitial oxygen. The internal friction technique is a very important ally in the analysis of the results of this work. Thus, the purpose of this work is to analyze the influence of insterstitial oxygen on the properties of Ti-8Ta and Ti-16Ta alloys (wt%). Internal friction measurements were used to obtain the dynamic elasticity modulus of the alloys studied, because this quantity is experimentally associated with the damping of free vibration of the sytem, which is related to the elastic energy dissipation and the oscillation frequency of the system. For such measurements, a torsion pendulum was employed, with an oscillation frequency of approximately 30 Hz and temperature in the range of 230-350 K. The alloys underwent heat treatment and oxygen doping processes, and were characterized by density, x-ray diffraction and subsequent refinement of Rietveld, microhardness and elasticity modulus measurements, and in vitro cytotoxicity tests. The initial biocompatibility tests showed that there was no cytotoxic answer, giving origin to a satisfactory cellular response. Microhardness measurements had values less than found in the literature, and x-rays showed characteristic peak of the titanium 'alfa' phase. In the Rietveld analysis, observed were the presence of martensitic 'alfa' structure and a 'beta' phase for all sample and conditions studied. The ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Leila Aparecida Chiavacci / Coorientador: Rosemary Adriana Chierici Marcantonio / Banca: Eduardo Ferreira Molina / Banca: Luis Carlos Spolidorio / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Luís Geraldo Vaz / Resumo: A técnica de Regeneração Óssea Guiada (ROG) auxilia a restauração do tecido ósseo impedindo a concorrência entre as células do tecido ósseo e as células dos tecidos moles pelo uso de membranas; entretanto, não existe no mercado uma membrana osteoindutora. O peptídeo de crescimento osteogênico (OGP) atua como estimulador hematopoiético, promovendo a diferenciação osteoblástica e é um bom candidato para ser incorporado em membranas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver membranas a partir de materiais híbridos contendo OGP para otimizar a ROG. Para o desenvolvimento das membranas, foram utilizadas misturas de três polímeros, sendo dois à base de polióxido de etileno (POE) de massa molecular 500 e 1900 g mol-1 e um à base de polióxido de propileno (POP) de massa molecular 400 g mol-1. Diferentes métodos de esterilização foram utilizados. A caracterização dos materiais foi realizada pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espalhamento de raios-x a baixo ângulo (SAXS), análise mecânica dinâmica (DMA), determinação do pH e microscopia de força atômica (MFA). O OGP foi sintetizado pelo método em fase sólida, purificado por HPLC e caracterizado por espectrometria de massas. Os resultados de esterilização revelaram que a radiação gama a 24 kGy não alterou a estrutura do material, confirmado pelo DSC. A técnica de SAXS revelou a homogeneidade estrutural da matriz, assim como, a nano distância entre os entre os "nós" de silício. Os resultados de D... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Guided Bone Regeneration (GBR) technique helps to restore bone tissue through the principle of cellular selectivity, i.e., excluding the epithelium and connective tissues from the damaged area by the use of membranes; However, there is no osteoinductive membrane on the market. The osteogenic growth peptide (OGP) acts as a hematopoietic stimulator, promoting osteoblastic differentiation and is a good candidate to incorporated into membranes. Therefore, the objective of this work was to develop membranes from hybrid materials containing OGP to optimize GBR. For development of the membranes, blends of three polymers were used, being two poly oxide ethylene (POE) of molecular weight 500 and 1900 g mol-1 and one based on poly oxide propylene (POP) of molecular mass 400 g Mol-1. Different methods of sterilization were used. The characterization of the materials was performed by differential scanning calorimetry (DSC), small angle x-ray scattering (SAXS), dynamic mechanical analysis (DMA), pH determination and atomic force microscopy (AFM). OGP was synthesized by the solid phase method, purified by HPLC and characterized by mass spectrometry. Sterilization results revealed that gamma radiation at 24 kGy did not change the structure of the material, as confirmed by the DSC. The SAXS technique revealed the structural homogeneity of the matrix, as well as the nano distance between the "nodes" of silicon. The DMA results showed that the membranes were not ruptured when submitted to ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Antonio Augusto Couto / Banca: José Eduardo Spinelli / Resumo: A busca dos materiais que possuam determinadas características e atendam certas funcionalidades e aplicações é motivo de pesquisa em Ciência de Materiais. Dentre os materiais metálicos com aplicações na indústria aeroespacial, indústria química e aplicações médicas, o titânio e suas ligas tem se destacado por atender a requisitos necessários para estas aplicações. Um sitema bastante estudado para aplicações como biomaterial é o de ligas binárias Ti-Mo. Neste trabalho foram preparadas ligas de titânio com concentração de molibdênio acima de 20% em peso, com o objetivo de analisar a microestrutura, as propriedades mecânicas e o comportamento do elemento intersticial oxigênio. As ligas Ti-25Mo e Ti-30Mo foram preparadas por meio de um forno a arco voltaico. Posteriormente, as ligas foram submetidas a um tratamento térmico de homogeneização e depois foram laminadas, recozidas, e submetidas a tratamentos térmicos em atmosfera de oxigênio com o intuito de variar a quantidade deste elemento. As ligas foram caracterizadas por análise química, espectroscopia por energia dispersiva (EDS), medidas de densidade, difração de raios X, com análise por Rietveld microscopias ópticas e eletrônica de varredura, microdureza e módulo de elasticidade. Os resultados indicam que as ligas possuem boa homegeneidade química e microestructural, possuindo estrutura cúbica de corpo centrado. As amostras de Ti30Mo possuem durezae maior módulo de elasticidade em relação a Ti-25Mo. A microdureza das ligas não foi afetada pelas variações de oxigênio, e sim pelas condições de processamento. O módulo de elasticidade não sofreu variação significativa com relação ao oxigênio e ao processamento / Abstract: The search for materials that possess certain characteristics and meet certain features and applications is a cause of research in materials science. Among the metallic materials with applications in the aerospace and chemical industry, and medical applications, titanium and its alloys deserve attention meet the necessary requirements for these applications. A quite studied system for applications such as biomaterial is the binary Ti-Mo. In this work, titanium alloys, were prepared with molybdenum concentration higher than20 wt%, with the purpose of analyzing the microstructure, mechanical properties and the behavior of interstitial oxygen. Ti-25Mo and Ti-30Mo alloys were prepared using ar-furnace in argon atmosphere. Later, the ingots were subjected to homogenization heat treatment and cold-work (rolling), new amnealing, and to heat treatments in oxygen atmosphere in order to vary the amount of this element. The samples were characterized by chemical analysis, energy-dispersive spectroscopy (EDS), density, x-ray diffraction with analysis by Rietveld method, optical and scanning electron microscopies, microhardness and elastic modulus. The results indicate that the alloys have good chemical and microstructural homogeneity, with body-centered cubic structure. Ti-30Mo samples have lower microhardness values and elastic modulus than Ti-25Mo alloy. The microhardness of the alloys was not affected by oxygen content variations, but by processing conditions. The elastic modulus was not affected by other oxygen presence or processing / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Odontologia. / Made available in DSpace on 2012-10-22T10:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231748.pdf: 8562953 bytes, checksum: dc97c43ac4fc2dea50ae43bcb8be37ba (MD5) / Este trabalho compreende dois estudos com o objetivo de analisar o processo de corrosão de parafusos de retenção protética, através de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, inspeção visual e perda de massa. No primeiro estudo, 23 parafusos usados foram investigados e comparados com um grupo controle de 10 parafusos novos. No segundo estudo, 40 parafusos de 4 fabricantes diferentes foram avaliados através de investigação in vivo e in vitro. Como conclusão, o processo oxidativo ocorre em parafusos de retenção protética e pode progredir para lesões corrosivas, especialmente em áreas com defeitos e retenção de detritos e contaminantes. Durante os primeiros 90 dias de uso intra-oral ou testes laboratoriais de imersão, os parafusos permanecem estáveis em relação ao seu aspecto visual, com insignificante perda de massa e um leve processo oxidativo.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2005 / Bibliografia: f. 71-72 / As placas de Aço Inoxidável Austenítico são utilizadas para redução de fraturas, pois são especificadas pelas normas ASTM e ISO como resistentes e biocompatíveis. Apesar de especificadas o paciente deveria retornar para a remoção do implante após a consol / The 304 Austenitic Stainless Steel plates are used for reduction of bone fractures, since they are specified by ASTM and ISO standards as resistant and biocompatible. The patient would have to return for the removal of the plate after fracture consolidati

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2008 / Inclui bibliografia / A resina acrílica autopolimerizável utilizada para a confecção de aparelhos ortodônticos apresenta níveis variados de citotoxicidade de acordo com o grau de conversão de seus monômeros. Durante a polimerização, a conversão do monômero em polímero geralmen / Autopolymerized acrylic resin, which is used to prepare orthodontic appliances, shows different levels of cytotoxicity according to the monomer conversion grade. During the curing process, the conversion of monomer into polymer is often incomplete; thus,

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5256_.pdf: 375211 bytes, checksum: 832eb7716f5f86a3d232c597e8e95ae1 (MD5) Previous issue date: 2011-09-06 / O uso de materiais produzidos a partir de osso bovino tem sido proposto na confecção de implantes como pinos, placas e parafusos, por promoverem as mesmas funções de um enxerto ósseo, ou seja, serem osteoindutores e osteocondutores. Entretanto, aspectos estruturais e mecânicos devem ser estudados previamente ao uso in vivo de implantes de osso. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar o comportamento mecânico, por meio do ensaio mecânico de flexão, de placas produzidas a partir osso cortical bovino, no reparo de fratura de tíbia de coelhos ex vivo. Para tal, 26 placas foram confeccionadas a partir de osso cortical bovino e conservadas em solução de sal a 150%. Foram utilizados três grupos para estudo: grupo GP (n=10), composto pelas placas ósseas; grupo GTP (n=16), tíbias de coelhos osteotomizadas e estabilizadas com placas ósseas e quatro parafusos; grupo GT (n=10), tíbias intactas. No ensaio biomecânico de flexão em três pontos, verificou-se a tensão máxima, deflexão máxima e rigidez. Os resultados foram submetidos ao teste de Kruskal-Wallis (p<0,05) e ao teste de Dunn. Comparando GT com o GTP, observou-se redução de 80% na tensão máxima. Também se notou redução de 87% na tensão máxima ao comparar GP com o GTP. Verificou-se que a placa de osso bovino possuiu maior tensão máxima que a tíbia do coelho. Houve redução a 52% na rigidez do GTP em relação ao GT. Não observou-se diferença significativa nesta propriedade entre GPT e GP. Observou-se diferença significativa entre os três grupos com relação à deflexão máxima, onde notou-se aumento de 100% e 30% nos grupos GTP e GP, respectivamente, em relação ao GT. Pode-se concluir que placas ósseas, no reparo de fratura de tíbia de coelhos ex vivo obtiveram propriedades mecânicas inferiores, quando comparada à tíbia intacta.

Objetivo: avaliar os efeitos do peróxido de carbamida a 16% aplicado na mucosa oral de ratos diabéticos e não diabéticos. Métodos:foram utilizados trinta ratos albinos sendo 15 diabéticos induzidos por estreptozotocina e 15 normais, machos, adultos jovens, variedade Wistar. Os animais foram dividos em 6 grupos: NDC(não diabético controle), NDIP(não diabético imediato peróxido), ND7DP(não diabético 7 dias peróxido), DC(diabético controle), DIP(diabético imediato peróxido), D7DP(diabético 7 dias peróxido). Os grupos NDC e DC não receberam qualquer tratamento. Nos grupos NDIP e DIP foi aplicado o gel de peróxido de carbamida a 16% por 7dias (2 horas/dia) e os animais foram sacrificados no sétimo dia do experimento. Nos grupos ND7DP e D7DP foi aplicado o gel de peróxido de carbamida a 16% por 7 dias (2 horas dia) e os animais foram sacrificados 7 dias após (reparo). Após o sacrifício dos animais, a região mentual foi retirada cirurgicamente e preparada para estudo ao microscópio de luz com estereologia e imunohistoquímica para &#945;-actina de músculo liso (ACML, detecção de vasos). Resultados: todos os animais tratados com estreptozotocina tornaram-se diabéticos. A determinação da densidade de volume de tecido conjuntivo (Vv[tc]), da densidade de volume de vasos (Vv[vasos]) e da densidade de mastócitos na área-teste (QA[mast]) foram realizadas através do programa Image Pro Plus Version 5.0.5 2004 Media Cybernetics Inc. O Vv[tc] se apresentou 23% maior no grupo DC, em relação ao grupo NDC. A Vv[vasos] foi 125% maior no grupo DC em relação ao grupo NDC, e 108% maior no grupo DP7D em relação ao grupo NDP7D, todos com diferença estatística significante. A (QA[mast]) se apresentou maior nos grupos diabéticos, porém sem diferença estatística significante. Conclusão: O peróxido de carbamida a 16% induz a formação de fibrose, migração de mastócitos e proliferação de vasos, como reação tecidual no tecido celular subcutâneo, na região vestíbulo-mentual inferior de ratos diabéticos e não diabéticos. / Purpose: to evaluate the effects of the application of 16% carbamide peroxide in the oral mucosa of diabetic and non diabetic rats. Methods: we studied 30 young, male and adult Wistar albino rats, 15 diabetics induced by streptozotocin, and 15 non diabetics. The animals were divided in 6 groups: NDC(non diabetic control), NDIP(non diabetic immediately peroxide), ND7DP(non diabetic 7 days peroxide), DC(diabetic control), DIP(diabetic immediately peroxide), D7DP(diabetic 7 days peroxide). Groups NDC and DC had no treatment. In groups NDIP e DIP were applied the 16% carbamide peroxide gel (for 2 hours a day) and the animals were sacrificed in the seventh day of the experimentation. In groups ND7DP e D7DP were applied the 16% carbamide peroxide gel (for 2 hours a day) and the animals were sacrificed 7 days after (repair). After the sacrifice, the material from the jugal mucosa of the animals was removed for study with light microscope, stereology and immunohistochemistry for smooth muscle alfa-actin (SMAA, vessel detection). Results: all the specimens treated with streptozotocin became diabetics. For determination of the density of connective tissue (Vv[tc]), of the density of vessel volume (Vv[vasos]) and the density of mast cells (QA[mast]) was used the program Image Pro Plus Version 5.0.5 2004 Media Cybernetics Inc. The Vv[tc] were 23% higher in group DC than the group NDC . The Vv[vasos] was 125% higher in group DC than the group NDC, and 108% higher in group DP7D than the group NDP7D, all data with statistically significant difference. The (QA[mast]) was higher in diabetic groups but without statistically significant difference. Conclusion: The 16% of carbamide peroxide induces the formation of fibrosis, migration of mast cells and vessel proliferation as a tissue reaction in the cellular subcutaneous tissue of the oral mucosa of diabetics and non diabetics rats.