Orientador: William Dias Belangero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garrido_LuizFernando_M.pdf: 3331524 bytes, checksum: 50f44c5fff048c0f9e4c220b4f7e52f4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho in vivo, de implantes cilíndricos com altura e diâmetro de 5mm formados por cerâmica ß-tricálcio fosfato (ß-TCP) ou polietileno de ultra-alto peso molecular (PEUAPM) todos recobertos com hidrogel de poli (2-hidroxi etil metacrilato) - poli(metacrilato de metila-co-ácido acrílico) (75:25) (pHEMA/poli (MMA-co-AA)) para preencher defeitos osteocondrais nos joelhos direito e esquerdo de cães. Foram operados treze cães machos com peso entre 15 e 25 kg fornecidos pelo Canil do Centro Multi Institucional de Bioterismo da Unicamp, sem raça definida, em bom estado de nutrição, vacinados após período prévio de quarentena. Cinco cães foram utilizados como controle e oito foram seguidos por nove meses após a colocação dos implantes. Os implantes de cerâmica foram colocados no sulco troclear do joelho direito e os de polietileno no joelho esquerdo. Foram realizadas análises da superfície do implante macroscópica (in vivo e in vitro), mecânica e microscópica, com a finalidade de avaliar a formação de tecido sobre o implante, o seu desgaste, o se desempenho viscoelástico e a interface formada entre o implante e o tecido ósseo. Os implantes de cerâmica apresentaram desempenho inferior ao polimérico, em todos os critérios avaliados. Embora não tenha havido desgaste significativo na superfície do hidrogel os dois implantes estudados produziram abrasão na superfície da patela / Abstract: This study had the purpose of evaluating ¿in vivo¿ the performance of ß-TCP ceramic or extreme high molecular weight polyethylene cylindrical implants, with height and diameter of 5mm, all covered with poly(2-HEMA) ¿ poly(methyl methacrilate-co-acrilic acid) hydro gel (polyHEMA/poly(MMA-co-AA) (75:25) in order to fill in bone defects in both the right and left knees of dogs. Thirteen male dogs weighting between 15 and 25kg, supplied by UNICAMP¿s Centro Multi Institucional de Bioterismo, were operated. All the dogs were well nourished, vaccinated and the operation took place after a previous quarantine period. Five dogs were used as control and eight were followed for nine months after putting the implants. The ceramic implants were placed in the right knees and the polyethylene ones in the left knees. Macroscopic, mechanic and microscopic analyses of the implant surface, (both in vivo and in vitro) were performed, in order to evaluate the tissue formation on the implant, the wearing off of the implant, the viscoelastic performance and the interface between the implant and the bone tissue. The ceramic implants presented an inferior performance when compared to the polymeric ones, in all of the evaluated aspects. Although there was no significant degradation on the hydro gel surface, both studied implants produced erosion on the kneecap surface / Mestrado / Cirurgia / Mestre em Cirurgia

Orientador: Renato Mazzonetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:30:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stabile_GlaykonAlexVitti_D.pdf: 16450552 bytes, checksum: 1cc54a5190181529261a0a9f364bf290 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O propósito deste estudo foi avaliar histologicamente in vivo de forma comparativa a reação tecidual local ao emprego de um sistema de fixação interna reabsorvível baseado no polímero poli(L-co-D,L ácido lático) 70:30 sintetizado por um laboratório nacional, utilizado como fixação interna em tíbias de coelho, utilizando como controle um sistema de fixação interna baseado em uma liga de titânio (Ti-6Al-4V/Grau V) de mesmas dimensões. Foram utilizados 15 coelhos adultos, albinos, da raça Nova Zelândia, fêmeas, com idade aproximada de 6 meses e peso variando entre 3,8 e 4,5 kg no momento do procedimento cirúrgico. Cada animal recebeu ao mesmo tempo o sistema reabsorvível e o sistema metálico ambos compostos por uma placa de 2 elos e dois parafusos do sistema 2.0 de 12 mm instalados de modo posicional bicortical. Os animais foram divididos aleatoriamente em 3 grupos segundo os seguintes períodos de sacrifício: 3, 8 e 16 semanas pós-operatórias. Após processamento laboratorial de rotina as peças foram coradas com hematoxilina e eosina e submetidas à análise histológica descritiva. Como resultado encontrou-se que o sistema de fixação baseado em polímero apresentou um comportamento histológico bastante semelhante ao sistema metálico. Não evidenciou-se em nenhum período de sacrifício para ambos os grupos a presença de processo inflamatório indesejável ou reação a corpo estranho. Baseando-se nos achados histológicos para o modelo experimental e metodologia empregada, pode-se concluir que o sistema de fixação baseado no polímero poli(L-co-D,L ácido lático) 70:30 apresentou satisfatória biocompatibilidade com o leito receptor / Abstract: The purpose of this in vivo study was to evaluate histologically, by comparative means, the local tissue reaction to the resorbable internal fixation based on poli(L-co-D,L lactide) 70:30, manufactured by a brazillian laboratory. The material was used as an internal fixation device in rabbit tibia. Titanium internal fixation system (Ti-6Al-4V Grade V) with the same dimensions was used as a control group. Fifteen white New Zeland female rabbits, with age of 6 months and weight between 3.8 ¿ 4.5 Kg were used. Each animal received, at the same time, the resorbable and the metalic system. Both were constituted by one plate and two screws of 2.0 system and 12 mm in length wich were installed bicortically in a positional way. The animals were randomly divided into three groups and sacrificed in the following periods: 3, 8 and 16 weeks postoperative. After routine laboratorial process and coloration by hematoxilin and eosin the sections were analyzed by descriptive histology. The results showed no relevant differences between internal fixation system based on resorbable polymer and the metallic system. There was no evidence of moderate or severe inflammatory process as well as foreign body reaction in both fixation materials on the evaluated periods. Based on histological findings to the experimental model and methods we can conclude that the internal fixation system based on the poli(L-co-D,L lactide) 70:30 polymer is biocompatible within the receptor site / Doutorado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Doutor em Clínica Odontológica

Nas doenças que provocam perdas ósseas, destaca-se a utilização de enxerto ósseo autólogo como tratamento padrão-ouro. Entretanto, devido a comorbidades e limitação quantitativa, apresentam-se como alternativa o uso de biomateriais de elastina e hidroxiapatita, bem como a associação com a proteína morfogenética óssea. O objetivo desta pesquisa foi avaliar de forma qualitativa e quantitativa a contribuição da membrana de elastina utilizada isoladamente ou em combinação com a hidroxiapatita e a proteína morfogenética óssea no reparo de defeitos ósseos provocados experimentalmente no fêmur de ratos. Foram utilizados 77 ratos (Rattus norvegicus, Wistar), machos, com peso aproximado de 330 gramas e 4 meses de idade. Os animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico para criação do defeito ósseo na superfície anterior da região supracondiliana do fêmur direito e separados em 7 grupos com 11 animais cada. Os grupos foram divididos da seguinte forma: Grupo controle (G1-C), ratos com defeito crítico induzido no osso femoral, sem preenchimento com implante. Grupo 2 (G2-E24/50), ratos com defeito crítico induzido no osso femoral preenchido com membrana de elastina hidrolisada durante 24h a 50°C; Grupo 3 (G3-E24/50/HA), defeito preenchido com membrana de elastina hidrolisada durante 24h a 50°C e hidroxiapatita. Grupo 4 (G4 E24/50/BMP), defeito preenchido com membrana de elastina hidrolisada durante 24h a 50°C e BMP. Grupo 5 (G5-E96/37), defeito preenchido com membrana de elastina hidrolisada durante 96 h a 37°C. Grupo 6 (G6-E96/37/HA), defeito preenchido com membrana de elastina hidrolisada durante 96 h a 37°C e hidroxiapatita. Grupo 7 (G7-E96/37/BMP), defeito preenchido com membrana de elastina hidrolisada durante 96 h a 37°C e BMP. Após a morte indolor induzida após 6 semanas, as peças anatômicas femorais foram retiradas para análise macroscópica, radiográfica, histológica, morfométrica e biomecânica. As médias e desvios-padrão do volume percentual relativo de osso neoformado no defeito femoral foram respectivamente 36,39±3,86 (G1); 66,40±3,69 (G2); 55,12±2,23 (G3); 58,46±1,79 (G4); 51,36±3,15 (G5); 71,28±4,26 (G6); 45,54±3,98 (G7). Os achados demonstraram biocompatibilidade, biodegradabilidade e osteorregeneração maior que o grupo controle nos biomateriais estudados. Os grupos com maior volume ósseo neoformado foram G2-E24/50 e G6-E96/37/HA. / In diseases that cause bone loss, the use of autologous bone graft is still a goldstandard treatment. However, due to comorbidities and quantitative limitation, the use of biomaterials of elastin, hydroxyapatite as well as the association with the bone morphogenetic protein are presented as alternatives. The objective of this research is to evaluate in a qualitative and quantitative way the contribution of the elastin membrane used alone or in combination with the hydroxyapatite and the bone morphogenetic protein in bone defects experimentally created in femur of rats. A total of 77 male rats (Rattus norvegicus, Wistar) weighing approximately 330 grams and 4 months of age were used. The animals were submitted to the surgical procedure to create the bone defect on the anterior surface of the supracondylar region of the right femur and were separated into 7 groups with 11 animals each. The groups were divided as follows: Control group (G1-C), rats with critical defect induced in the femoral bone without implant filling. Group 2 (G2-E24/50), defect filled with elastin membrane prepared for 24 h at 50°C. Group 3 (G3-E24/50/HA), defect filled with elastin membrane prepared for 24 h at 50°C and hydroxyapatite. Group 4 (G4-E24/50/BMP), defect filled with elastin membrane prepared for 24 h at 50°C and BMP. Group 5 (G5- E96/37), defect filled with elastin membrane prepared for 96 h at 37°C. Group 6 (G6- E96/37/HA), defect filled with elastin membrane prepared for 96 h at 37°C and hydroxyapatite. Group 7 (G7-E96/37/BMP) defect filled with elastin membrane prepared for 96 h at 37°C and BMP. After painless death induced after 6 weeks, the femoral anatomical pieces were removed for macroscopic, radiographic, histological, morphometric and biomechanical analysis. The mean and standard deviations of the relative percentage volume of newly formed bone in the femoral defect were respectively 36,39±3,86 (G1); 66,40±3,69 (G2); 55,12±2,23 (G3); 58,46±1,79 (G4); 51,36±3,15 (G5); 71,28±4,26 (G6); 45,54±3,98 (G7). The findings demonstrated biocompatibility, biodegradability and osseous regeneration greater than the control group in the studied biomaterials. The groups with the highest newly formed bone volume were G2-E24/50 and G6-E96/37/HA.

A doença arterial coronariana vem sendo a maior causa de mortalidade no mundo, a angioplastia com implante de stent é uma estratégia importante nestes casos. Estudos apontam a biodegradabilidade, imobilização de antiproliferativos e moléculas bioativas nos stents, como características das futuras gerações destes dispositivos. Dentre estas, o ácido hialurônico contribui para a diminuição da agregação e proliferação de células entre as camadas da artéria e o dispositivo implantado. Foram desenvolvidos modelos de stents coronários biorreabsorvíveis de poli(-L-ácido láctico) (PLLA) com enxertia de ácido hialurônico (HA) em poli(-ácido lático co-ácido glicólico) (PLGA) e poli(L-D-ácido lático) (PLDLA). Os modelos foram caracterizados quanto suas propriedades térmicas, mecânicas e de superfície. O PLDLA e PLGA com enxertia de HA modificado com dihidrazida adípica (ADH) apresentaram características de superfície mais hidrofílicas, ideais para material de revestimento dos dispositivos. Desta forma, este trabalho possibilitou o desenvolvimento dos modelos físicos biorreabsorvíveis, com dimensões semelhantes aos stents coronários, feitos de PLLA, revestidos com PLGA e PLDLA com enxertia de HA e HAADH, e estáveis aos processos de esterilização por radiação ultravioleta e plasma de peróxido de hidrogênio. / Coronary artery disease has been world´s leading cause of death and angioplasty stent implantation is an important strategy in these cases. Studies indicate that the biodegradability, immobilization of antiproliferatives and bioactive molecules in stents are characteristics of future generations of these medical devices. Amongst them, hyaluronic acid (HA) contributes to the decrease of the aggregation and proliferation of cells between artery layers and implanted device. For this purpose, poly (L-lactic acid) (PLLA) bioresorbable coronary stents with HA grafting in poly (lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA) and poly (LD- (PLDLA) were developed. The models were characterized as their thermal, mechanical and surface properties. PLDLA and PLGA with adipic dihydrazide (ADH) modified HA grafting presented more hydrophilic surface characteristics, ideal as coating material of this devices. This project allowed the development of bioresorbable physical models with similar dimensions to coronary stents, made of PLLA, coated with PLGA and PLDLA with hyaluronic acid grafting, stable to ultraviolet radiation and plasma sterilization with hydrogen peroxide processes.

Orientador: Paulo Kharmandayan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-24T15:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Basso_RafaeldeCamposFerreira_M.pdf: 2923257 bytes, checksum: a229be9baca0180070629eab5f5e76d1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O tratamento de deformidades no corpo humano, principalmente deformidades ósseas craniofaciais, sejam elas causadas por trauma, infecções, deformidades congênitas ou pós exerese tumorais, continua sendo, nos dias atuais, um grande desafio ao cirurgião. Sabe-se que os enxertos de tecidos autólogos são o padrão ouro para essas reparações, porém, é notável a escassez de áreas doadoras. Nos últimos anos, com o avanço da engenharia de tecidos usando cultura de células semeadas em implantes, tem aumentado vertiginosamente a procura por polímeros biorreabsorvíveis que possam ser considerados ideais para fabricação de moldes, conhecidos cientificamente como scaffolds, carreadores de células capazes de recompor defeitos causados por perdas teciduais. O presente experimento objetiva estudar, experimentalmente, o uso de placas de Poli L Lactide (PLLA) e Poli L Lactide associada à Hidroxiapatita (PLLA + HA), obtidas por rotofiação (rotary jet spinning), como uma possibilidade de oferecer scaffolds de boa qualidade para colaborar com o avanço da engenharia tecidual. Para isso, utilizou-se 30 ratas da raça Wistar, distribuídas em 3 grupos,nas quais foram realizados defeitos críticos na calota craniana. Em seguida foram implantados scaffolds de PLLA e PLLA + HA e comparados com o grupo controle, que não recebeu implante. Os resultados mostraram que nos casos em que apenas foram realizados os defeitos nas calotas cranianas, não ocorreram a cicatrização óssea. Nos casos em que os scaffolds de PLLA e de PLLA + HA foram usados, notou-se rica neovascularização, acompanhada de reação do tipo corpo estranho e presença de osso reativo ao redor dos implantes / Abstract: The treatment of deformities in the human body, especially craniofacial bone deformities, whether caused by trauma, infection, congenital or due to resection tumors, remains, nowadays, a great challenge to the surgeon. It is known that autologous tissue grafts is the gold standard for these repairs, however, it is remarkable the scarcity of donor areas. During the last years, with the improvement of tissue engineering using cell culture growth in implants, has increased dramatically the search for an ideal polymer that can be used as a mold, known as scaffolds, for cell attachment and thus enabling the recomposition of defects caused by tissue loss. The present experiment aims to study experimentally the use of Poly L-Lactide(PLLA) plates and Poly L-Lactide(PLLA) associated with Hydroxyapatite (HA), obtained by Rotary Jet spinning, as a possibility to provide scaffolds with good quality and affordable costs to collaborate with the tissue engineering advancement. For this, were used 30 Wistar rats, distributed into 3 groups, in which critical defects were performed in the skull. Then scaffolds of PLLA and PLLA + HA (groups 2 and 3) were implanted and compared with the control group that didn¿t receive implant (group 1). The results have shown that in cases where only the defects in cranial caps were done, bone healing have not occurred. In cases where the scaffolds of PLLA and PLLA+ HA were used, rich neovascularization was noted, accompanied by foreign body type reaction and presence of reactive bone around the implants / Mestrado / Fisiopatologia Cirúrgica / Mestre em Ciências

Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Carmen Gilda Barroso Tavares Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T18:23:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_SabinadaMemoriaCardosode_D.pdf: 7127568 bytes, checksum: 0ebd83d085ffff7fe81cf8749ab309fb (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A coesão de um grupo de profissionais de diversas áreas onde haverá troca de informações para a concretização de um biomaterial é fator decisivo para reunir todos os requisitos necessários de caracterizações físicas, químicas e biológicas e assim garantir biocompatibilidade e biofuncionalidade, associadas à interação entre o tecido vivo e o biomaterial. Scaffold biodegradável que combina a bioatividade de hidroxiapatita (HA) e a degradabilidade ajustável de matriz de poliuretano (PU) obtido a partir do PVAl foi desenvolvido nesta pesquisa e submetido à caracterizações morfológicas, mecânicas e biológicas. Este novo tipo de scaffold não é tóxico, apresenta interconexão de poros e microporos nas paredes dos poros, boa resistência mecânica e boa ativação de crescimento celular, propriedades que satisfazem as exigências do uso clínico. As análises através de microscopia eletrônica de varredura mostram além da conexão de poros as nanopartículas de hidroxiapatita distribuídas de maneira uniforme na matriz do bionanocompósito. Os valores médios de resistêcia à compressão da matriz e do bionanocompósito foram próximos de 60 MPa tanto para PVAl-PU como para PVAl-PU/HA com 25% de HA, e 105 MPa PVAl-PU/HA com 33% de HA. Após 24 horas de implante o biomaterial PVAl-PU/HA já apresentou em observação por MEV, detalhe de células aderidas, sugestivas provavelmente de células de fibroblasto, espraiamento com formação de uma camada celular compacta e homogênea e após 14 dias do implante foi observada a interação do biomaterial com as camadas do tecido subcutâneo e a invasão do crescimento celular pelos poros interconectados do scaffold. Portanto o scaffold desenvolvido neste trabalho é indicado com expectativas promissoras para implantes ósseos / Abstract: The cohesion of a group of professionals from many areas, exchanging information to concretize a bio material, is a crucial factor to gather all of the requirements of physical, chemical, and biological characterization and therefore ensure biocompatibility and bio functionality, associated to the interaction of the living tissue and the biomaterial. In this research it was developed and subjected to morphological, mechanical and biological characterization, a biodegradable scaffold that combines the bioactivity of hydroxyapatite (HA) and the adjustable degradability of polyurethane matrix (PU) obtained from the PVA1. This new kind of Scaffold is non toxic, has interconnected pores and micropores at the pore's wall, great mechanical resistance and great cellular growing activation. These properties meet the clinical use requirements. The scanning electronic microscopy analysis shows, beside the pore connection, the hydroxyapatite microparticles arranged evenly in the bionanocomposite. The medium values of compression resistance of the matrix and of the bionanocomposite were close to 60 MPa for PVA1-PU well as PVA1-PU/HA with 25% of HA, and 105 MPa PVA1-PUH/HA with 33% of HA. After 24 hours of insertion, the biomaterial PVA1-PU/HA presented as seen in MEV observation, adherent cells, probably coming from fibroblast cells, spreading with a cellular compact and homogeneous layer and, after 14 days of the insertion, it was observed the biomaterial interaction with the layers of the subcutaneous tissue and the invasion of the cellular growing through the scaffold's interconnected pores. Therefore, the osseous scaffold is indicated with promissing expectations to implants / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Abstract Whenever a foreign material is implanted into a human body an implant–tissue interface area forms between them. In this microenvironment, interactions take place between the implant and the surrounding tissue. The implantation of a biomaterial into tissue results in injury and initiation of the inflammatory response. This host response to biomaterials is an unavoidable series of events that occur when tissue homeostasis is disturbed by the implantation process. In bone tissue, biocompatible implants must initially be capable of strong bone implant contact and subsequently, allow the normal bone remodeling cycle around the implant. NiTi is a metal alloy composed of approximately a 50:50 ratio of nickel and titanium. It possesses shape memory and superelasticity properties, which make it an interesting biomaterial. NiTi has two phases: austenite and martensite. A decrease in temperature or applied stress induce the austenite-to-martensite transformation. Heating or removing the stress restores the parent austenite phase. The alloy in its martensite structure can be reshaped and strained several times more than a conventional metal alloy without irreversible deformation of the material. The alloy returns to its original shape as it changes from martensite-to-austenite. This transformation is seen as the macroscopic shape memory effect. This study further investigated the biocompatibility of NiTi, especially the bone cell response to both austenite and martensite. Different surface treatments were investigated in order to improve and possibly even control NiTi's bioactivity as a bone implant material. Osteoclasts grew and attached well on the austenite NiTi phase, but the results indicated that the biocompatibility of martensite NiTi was compromised. Oxidation of the NiTi surface improved osteoblast attachment and viability. This was due to the formation of a TiO2 surface layer of moderate thickness. Coating the NiTi surface with the extracellular matrix protein fibronectin was shown to enhance osteoblast proliferation and increase the number of cells in the G1 cell cycle stage. Austenite was more prone to show these effects than martensite. A sol-gel derived titania-silica surface treatment was observed to increase the bone implant contact of functional NiTi intramedullary nails. The surface treatment was most effective with the constant bending load provided by the NiTi nail.

Les neuropathies périphériques sont des dysfonctions causées par certaines maladies (diabète, mucoviscidose). Celles-ci peuvent être rapidement diagnostiquées par la technologie SudoscanTM. Cette technologie non invasive, est basée sur des mesures électrochimiques via l’imposition de faibles potentiels entre des électrodes appliquées sur la peau et la mesure de faibles courants. Les résultats obtenus sont liés à la composition de la sueur associée à l’innervation des glandes sudoripares. Les résultats obtenus in vivo donnent une réponse caractéristique à l’anode, qui permet de déterminer le type de maladie et son avancement. Afin de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu aux électrodes et d’optimiser la sensibilité des mesures in vivo, des manipulations ont été réalisées in vitro dans des solutions mimant la composition de la sueur. Pour simuler la résistance du corps et réduire les densités de courant obtenues in vitro la viscosité de l’électrolyte a été augmentée. Cet électrolyte a permis d’atteindre des densités de courant in vitro proches de celles obtenues in vivo. Le second objectif de cette étude est d’analyser le comportement électrochimique in vitro de différents aciers inoxydables biocompatibles et leur résistance à la corrosion dans un milieu physiologique à pH neutre. Nous nous sommes plus précisément intéressés à l’influence de la concentration en ions chlorure sur la corrosion, aux échelles de concentrations trouvées dans la sueur, (36mM 120mM). L’objectif est de permettre une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu et d’analyser la sensibilité des matériaux aux ions chlorures, pour déterminer le matériau le plus prometteur pour la technologie. / A non-invasive device based on measurements of electrochemical skin conductance can detect small fiber neuropathy, a sweat gland dysfunction implicated in several diseases. In this context, the SudoscanTM technology developed by Impeto Medical provides early diagnosis, rapid and noninvasive analysis. This technology is based on measurements of skin current density via the imposition of low amplitude voltages (4 to 1.5V) between electrodes applied to the skin and measuring the low current generated. These electrodes are sensitive to the composition of the sweat produced by the eccrine glands when stimulated. The results obtained in vivo provide a characteristic response on the anode, which determines the type of disease and its progress. To better understand the phenomena involved at electrodes and to optimize the sensitivity of in vivo measurements, manipulations were performed in vitro with solutions mimicking the composition of the sweat. To simulate the resistance of the body and to reduce the current densities obtained in vitro, the viscosity of the electrolyte has been increased. This electrolyte has achieved in vitro current densities similar to those obtained in vivo. The second objective of this study is to analyze the electrochemical behavior of different biocompatible stainless steels and their corrosion resistance in a physiological medium at neutral pH. We specifically interested in the influence of the chloride ion concentration on the corrosion, in the range of sweat’s. The objective is to enable a better understanding of the phenomena involved and analyze the sensitivity of materials to chloride ions, to determine the most promising material for technology.

O objetivo do presente estudo foi sintetizar e caracterizar arcabouços tridimensionais de vidros bioativos contendo nióbio e avaliar a influência destes materiais no comportamento de células pré-osteoblasticas in vitro. A produção dos arcabouços foi realizada pelo método sol-gel a partir da mistura de precursores da matriz e modificadores minerais. Foram produzidos vidros contendo Nióbio (BAG-Nb) e vidros sem adição deste componente (BAG). A adição do nióbio foi feita por meio de NbCl5. Após a formação do sol foram adicionados um surfactante e um catalisador da condensação para que fosse possível produzir um gel poroso que, com o processo de queima deu origem aos arcabouços. A caracterização da estrutura química foi realizada por difração de raio-x (DRX) e espectroscopia Raman. A morfologia dos materiais foi avaliada por microscopia de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada de raios-x (MicroCT). Células pré-osteoblasticas MC3T3-E1 foram cultivadas para avaliação da influência dos materiais na sua proliferação, mineralização e expressão gênica. Para este fim foram utilizados os testes da Sulforonamida B, a coloração por Vermelho de Alizarina e o teste de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), respectivamente. A caracterização do material demonstrou a presença de estruturas cristalinas nos vidros produzidos. O Nióbio foi encontrado no grupo BAG-Nb em sua forma de óxido disperso pela matriz do vidro de acordo com os resultados de DRX e Raman. Quanto à sua estrutura, a porosidade superficial e macroposidade, o tamanho dos poros e a interconectividade entre os poros mostraram-se favoráveis para o crescimento de tecido em ambos os grupos produzidos. O nióbio foi encontrado na estrutura do vidro na sua forma de óxido (Nb2O5). A incorporação de Nb2O5 ao vidro não interferiu na proliferação celular no entanto, os materiais contendo Nb2O5 promoveram maior aumento na mineralização das células pré-osteoblasticas após 7 e 21 dias de cultivo, indicando maior diferenciação celular. Estes resultados demonstram que a incorporação de Nióbio resultou em materiais com composição química e macroestrutura adequadas, induzindo maior e mais rápida taxa de diferenciação celular na cultura de células in vitro. / The aim of this study was to synthesize and characterized sol-gel derived bioactive glasses scaffolds containing Niobium and evaluate its influence in pre-osteoblastic cell behaviour. Sol-gel route was used to produce porous scaffolds by foaming method. Matrix precursors and mineral modifiers were used to produce the sol. Scaffolds were produced in two distinct compositions. One group containing Niobium (BAG-Nb) and one group without this component (BAG) were produced. NbCl5 was used as Nb precursor. After sol mixture a surfactant and catalyst for condensation was added under stirring to produce a porous gel structure. Heating treatment was applied to produce porous scaffolds. Chemical characterization was performed with X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. To evaluate morphology, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Microcomputed thomography (μCT) were used. MC3T3-E1 pre-osteoblastic cells were used in cell culture analysis of cell proliferation, cell mineralization and gene expression. For these analyses, SulphoronamideB, Alizarin S Red and quantitative Polymerase Chain Reraction (qPCR) were used, respectively. Niobium was found scattered in glass matrix in its oxide form (Nb2O5) according to Raman and XRD results. These results showed Nb2O5 did not bond to glass matrix. Scaffolds superficial and macro porosity, pore size and connectivity were found favourable for growth of tissue. Cell proliferation was not influenced by the addition of Nb2O5, however scaffolds containing Nb2O5 induced increased mineralization after 7 and 21 days in preosteoblastic cell cultures. This result indicate increased cell differentiation for glasses containing Nb2O5. The development of bioactive glass scaffolds containing Niobium resulted in material with suitable chemical properties and microstructure with increased and faster mineralization in cellular studies showing potential of Nb2O5 containing bioactive glasses for tissue engineering applications.

The thesis is divided into three main parts. The first section summarizes the theory of the issue. Here we are unified theoretical information about the various possibilities of different approaches. The result of this part is therefore a general summary of theoretical possible procedures of creation bone implant, where each are listed the advantages and disadvantages. The theoretical part also contains information that ultimately, in practice, the author did not use. But his idea was to create a comprehensive look at the issue from several angles. The second part uses theoretical knowledge from the previous set of information as a basis for defining the steps required to successfully manage the issues of bone 3D printing. The third part will follow the guidelines of both previous and focuses on practical making bones and subsequent evaluation method chosen. There are discussed various steps that led to the final conclusion, making bones and work is then focused on the evaluation of the success of selected procedures and recommendations for future action.