O objetivo do trabalho é apresentar o desenvolvimento, simulação e resultados práticos de um Sistema de controle de temperatura, para Experimentos Biomédicos que utilizam soluções aquecidas com vazão variável. O Sistema utiliza um Trocador de Calor projetado para aquecer uma solução que entra no dispositivo a uma temperatura inferior ou igual à do ambiente e sai com o valor programado. A solução é aquecida a partir da água de um reservatório com temperatura controlada. O Controlador de temperatura é do tipo proporcional-integral-derivativo digital e utiliza um microcontrolador para implementação do algoritmo de controle, da aquisição do sinal dos sensores de temperatura, do comando de atuadores e da interface com o usuário / The objective of the work is to present the development, simulation and practical results of a temperature control System for Biomedical Experiments that utilize heated solutions with variable outflow. The System uses a Heat Exchanger designed to heat the solution that enters into device with a lower or the same temperature as the environment and leaves with the programmed value. The Biomedical solution is heated using the Heat Exchanger and water of the reservoir where the temperature is controlled. The digital proportional-integral-derivative temperature Controller takes use of a microcontroller for implementation of the control algorithm, data acquisition of the temperature sensors, command of actuators and user interface

A modelagem do campo acústico gerado por um transdutor ultra-sônico retangular é importante porque sua geometria é usada freqüentemente por transdutores multielementos (arrays). O conhecimento do campo acústico pode otimizar alguns parâmetros de projeto de transdutores ultra-sônicos, tais como: a sua geometria, a profundidade de foco, a largura do feixe acústico, bem como os parâmetros de focalização de um array (leis de retardos e de apodização). O modelo implementado neste trabalho calcula a pressão acústica e o potencial de velocidade gerados por transdutores de geometria retangular em um conjunto de pontos do espaço. A abordagem usa o método da integral de convolução e da resposta espacial impulsiva, cuja solução computacional do problema é exata e relativamente simples, o que normalmente não ocorre com outros métodos que apresentam um alto custo computacional (tempo de processamento). A resposta em pressão do transdutor em cada ponto do espaço é obtida com o modelo implementado em Matlab e é verificada experimentalmente. São realizadas medidas experimentais do campo de pressão gerado por transdutores retangulares monoelementos na faixa de freqüências de 400 kHz a 2,2 MHz e um array na freqüência de 1 MHz, em um tanque de imersão, utilizando um hidrofone pontual e um sistema computadorizado de varredura de campo. A comparação entre os resultados simulados e experimentais mostra uma boa concordância, bem como as suas limitações. / The simulation of the acoustic field generated by a rectangular ultrasonic transducer is important because its geometry is frequently used in arrays. The knowledge of the acoustic field can optimize some design parameters of ultrasonic transducers, such as: geometry, focus depth, acoustic beam width, as well as the delay laws and the apodization of an array. Such simulation is implemented in this work, using a model that calculates the acoustic pressure in a space point. The approach uses the convolution integral and the spatial impulsive response methods. This computational solution is exact and relatively simple. That does not usually happen to other methods with a higher computational time. The acoustic field simulations obtained with the model implemented in Matlab are verified experimentally. Measurements of the pressure field generated by rectangular transducers in 400 kHz to 2.2 MHz and by an 1 MHz array were made in an immersion tank, using a punctual hidrophone and a computerized system for acoustic field measurements. The comparison between the simulated and experimental results shows good agreement.

O objetivo deste trabalho é filtrar sinais corrompidos por ruído Gaussiano ou impulsivo, preservando a amplitude e a morfologia do sinal original. Normalmente, um filtro linear é utilizado nesta tarefa, porém este filtro altera significativamente as amplitudes e as bordas dos sinais, bem como insere atrasos no sinal. Mostra-se neste trabalho que a difusão anisotrópica em conjunto com filtro mediana é muito mais eficaz do que os filtros lineares para esta aplicação. A difusão anisotrópica é uma filtragem iterativa, onde o sinal é filtrado repetidamente. A difusão anisotrópica é controlada por uma função denominada parada-na-aresta, por um parâmetro de escala e pelo número de iterações. Neste trabalho, testamos três bem conhecidas funções parada-na-aresta, concluindo que a função de parada na aresta de Malik e Perona consegue o maior fator de redução de ruído. Infelizmente, esta função é extremamente sensível ao número de iterações, onde o fator de redução de ruído deteriora-se rapidamente antes e depois do ponto ótimo. Como não se conhece o sinal sem ruído, não é possível determinar precisamente qual é o melhor momento de encerrar as iterações do filtro anisotrópico. Desenvolve-se neste trabalho um novo método de parada de difusão baseado na análise da resposta de freqüência do sinal filtrado. Também mostramos como determinar automaticamente um valor de escala adequado. Aplicamos a técnica proposta em eletrocardiograma (ECG). complexo QRS e as Contrações Ventriculares Prematuras (Premature Ventricular Contractions - PVCs) são informações importantes contidas no sinal de ECG. Quando esses sinais são adquiridos no mundo real, eles são freqüentemente corrompidos por eletromiogramas (EMG), artefatos ruidosos provenientes da atividade elétrica associada às contrações musculares. EMG é considerado o ruído de ECG mais difícil de ser eliminado. Ao filtrar o sinal de ECG para remover EMG, não se pode alterar a informação do complexo QRS e anomalia PVC, para não comprometer o diagnóstico clínico. O sinal EMG é modelado como sendo ruído Gaussiano ou, de uma forma mais realística, como ruído com distribuição alfa-estável com características impulsivas. Aplicamos a técnica proposta para filtrar sinais de eletrocardiograma reais do banco de dados de Massachusetts Institute of Technology - Beth Israel Hospital (MIT-BIH). Também é analisada nesta tese a filtragem de sinais provenientes de sensor piezoelétrico. Estes sinais são usados em sistemas reais de corte de aço duro. Em geral uma ferramenta de corte tem sensores piezoelétricos, usados para medição do esforço do corte. Quando a ferramenta de corte se encosta à peça a ser cortada, o sinal do sensor produz uma informação que decai erroneamente ao longo do tempo. Aplicamos a difusão anisotrópica em conjunto com o filtro mediana para determinar o decaimento do sinal do sensor piezoelétrico ao longo do tempo, e assim compensar esta distorção e melhorar o corte de aço duro. / This thesis aims to filter signals corrupted by Gaussian or impulsive noise, preserving the amplitude and the morphology of the original signal. Typically, a linear filter is used for this task, but this filter significantly alters the amplitudes and the edges of the signals and inserts delays in the signal. This work shows that the anisotropic diffusion in conjunction with median filter is much more effective than linear filters for this application. The anisotropic diffusion is an iterative filter, where the signal is filtered repeatedly. An edge-stopping function, a scale parameter and the number of iterations control the anisotropic diffusion. In this study, we tested three well-known edge-stopping functions, concluding that the Perona and Maliks function yields the largest noise reduction factor. Unfortunately, this function is extremely sensitive to the number of iterations, where the noise reduction factor deteriorates quickly before and after the optimal point. As we do not have access to the original noiseless signal, it is not possible to determine precisely the best moment to stop the iterations of the anisotropic filtering. We develop in this paper a new method to determine the best stopping time based on the analysis of the frequency response of the filtered signal. We also show how to determine automatically an adequate scale parameter. We apply the proposed technique to filter electrocardiogram (ECG). The QRS complex and Premature Ventricular Contractions (PVCs) are important information in the ECG signal. When these signals are acquired in the real world, they are often corrupted with noise artifacts from the electrical activity associated with muscle contractions called Electromyography (EMG). EMC is considered the most difficult noise to be eliminated from ECG. When the ECG signal is filtered to remove EMG, the information of the QRS complex and the PVC abnormality must not be altered, to not compromise the clinical diagnosis. We model the EMG signal as Gaussian noise or, more realistically, as alpha stable distribution noise with impulsive characteristics. We apply this technique to filter the real ECG signals from the Massachusetts Institute of Technology - Beth Israel Hospital database (MIT-BIH). This thesis also analyzes the filtering of signals from piezoelectric sensor. These signals are used in real systems for cutting hard steel. In general, a cutting tool has piezoelectric sensors, used to measure the cutting force. When the cutting tool touches the part to be cut, the signal from the sensor produces information that falsely decays over the time. We apply the anisotropic diffusion in conjunction with the median filter to determine the decay of the signal, and therefore offset this distortion and improve the hard steel cutting.

Cerâmicas a base de zircônia para coroas e próteses fixas monolíticas prometem suprimir a vulnerabilidade ao lascamento de restaurações de múltiplas camadas, proporcionando estética e resistência mecânica simultâneas. No entanto, é possível que as alterações realizadas para maximizar suas propriedades óticas possam afetar a resistência mecânica. O presente estudo teve por objetivo comparar, com base na microestrutura, o comportamento mecânico de duas marcas comerciais de zircônias monolíticas a uma zircônia convencional para infraestruturas, observando ao mesmo tempo algumas variações nos parâmetros de sinterização. As zircônias monolíticas ceramill Zolid e Prettau e a zircônia convencional IPS e.max ZirCAD foram sinterizadas sob a temperatura preconizada pelos respectivos fabricantes, formando os grupos Z1450, P1600 e I1530. Adicionalmente, foram criados os grupos Z1530 e Z1600, representados pela zircônia ceramill Zolid submetida a ciclos modificados. Foram confeccionados 13 corpos de prova para cada grupo, os quais foram submetidos aos ensaios de difração de raios-x, densidade, análise do tamanho médio de grão e resistência à flexão em 4 pontos. Os espectros de difração revelaram a presença da fase tetragonal metaestável em todos os grupos antes e após a sinterização. Quanto à densidade, apresentou-se superior a 99% apenas nos grupos formados pelas zircônias Prettau e IPS e.max ZirCAD. O tamanho médio dos grãos permaneceu abaixo de 1m em todas as situações, sendo maior para o grupo P1600 (0,814m) e menor para o grupo Z1450 (0,463m). Embora tenha sido observada uma tendência de melhoria nos resultados sob taxa de aquecimento mais lenta, os grupos formados pela zircônia monolíticas ceramill Zolid obtiveram os valores mais baixos de confiabilidade (m=4,58 para Z1530) e de resistência mecânica (621,01±138,08MPa para Z1450). A zircônia Prettau apresentou valores de resistência mecânica mais altos e homogêneos (864,18±118,21MPa), contudo inferiores aos da zircônia convencional (1057,41±150,54MPa). Os resultados revelam que as zircônias monolíticas sob estudo possuem características microestruturais e propriedades mecânicas distintas das observadas para a zircônia convencional. / Monolithic zirconia ceramics for crown and bridge applications were designed to eliminate chipping trends of bilayered restorations, providing both aesthetic and mechanical strength. Nonetheless, it has been suggested that improvements in optical properties may affect the mechanical strength of these materials. The present study aimed to compare, based on a microstructural analysis, the mechanical behavior of two commercial monolithic zirconia ceramics with a conventional core zirconia material, as well as to verify sintering parameters modifications. Two monolithic zirconia ceramics (Ceramill Zolid and Prettau) and a conventional core zirconia material (IPS e.max ZirCAD) were sintered according to manufacturer´s recommendations, forming groups Z1450, P1600 and I1530. Extra groups, Z1530 and Z1600, were originated from ceramill Zolid zirconia specimens subjected to modified sintering cycles. The thirteen specimens that were manufactured for each group were submitted to x-ray diffraction analysis, density, average grain size determination and 4-point-bending tests. X-ray diffraction analysis revealed the presence of tetragonal metastable phase in all groups before and after sintering. Relative density found for Prettau and IPS e.max ZirCAD were greater than 99%. The average grain size remained below 1m for all groups. P1600 showed the largest grain sizes (0,814m) while Z1450 (0,463m) demonstrated the smallest ones. Groups originated from ceramill Zolid also presented the lowest Weibull modulus (m=4,58 for Z1530) and flexural strength results (621,01±138,08MPa for Z1450), regardless of non significant improvements that were achieved when using a low heating rate protocol. Prettau zirconia showed better mechanical behaviour and a more homogeneous distribution of results (864,18±118,21MPa), although lower than those of IPS e.max ZirCAD zirconia (1057,41±150,54MPa). Findings from this study show that the two commercial monolithic zirconia under analysis developed distinct mechanical properties and microstructural features from data established for conventional zirconia.

Orientador: Antônio Carlos Guastaldi / Banca: André de Souza Tarallo / Banca: Luiz Ricardo Menani / Banca: Vanderlei Salvador Bagnato / Banca: Jonas de Carvalho / Resumo: A reabilitação oral utilizando-se implantes dentários está dentre os procedimentos necessários para a manutenção da qualidade de vida do cidadão. No Brasil, são instalados aproximadamente 1 milhão de implantes por ano. Atualmente o procedimento para a instalação de implantes e, subsequentemente, a reabilitação com próteses sobre implantes tem seus custos determinado com os materiais utilizados e pelo tempo que o profissional dispende neste tipo de procedimento. As metodologias modernas, não acompanham a demanda crescente por este tipo de procedimento. É importante salientar que devido ao grande avanço nos equipamentos utilizados para obtenção de radiografias digitais odontológicas, surge a necessidade do desenvolvimento de novas metodologias computacionais para o auxílio no diagnóstico. Essa tese apresenta o início do desenvolvimento de novas metodologias computacionais para processamento e análise de radiografias digitais odontológicas, metodologias essas de suma importância na área odontológica, pois devido ao envelhecimento da população e cada vez mais a necessidade de reabilitação oral com implantes dentários, demonstra que é de suma importância o desenvolvimento de novas metodologias para auxiliar os profissionais de odontologia em seus diagnósticos. / Abstract: Oral rehabilitation using dental implants is among the procedures necessary to maintain the quality of life of the citizen. In Brazil, approximately 1 million implants are installed per year. Currently, the procedure for the implant installation and, subsequently, the rehabilitation with implants has its costs determined with the materials used and the time that the professional spends on this type of procedure. Modern methodologies do not accompany the increasing demand for this type of procedure. It is important to note that due to the great advance in the equipment used to obtain dental digital radiographs, the need arises for the development of new computational methodologies to aid in diagnosis. This thesis presents the beginning of the development of new computational methodologies for the processing and analysis of dental digital radiographs, which are extremely important methodologies in the dental area, since due to the aging of the population and increasingly the need for oral rehabilitation with dental implants, the development of new methodologies to assist dentistry professionals in their diagnosis is of paramount importance. / Doutor

Orientador: Leila Aparecida Chiavacci / Coorientador: Bruno Leonardo Caetano / Banca: Ana Maria Minarelli Gaspar / Banca: Giancarlo Esposito de Souza Brito / Resumo: Dentre as membranas utilizadas para regeneração óssea guiada as membranas reabsorvíveis se destacam por não necessitarem do segundo ato cirúrgico, fato esse que pode ocasionar lesões no tecido estabelecido além do incomodo que o segundo ato cirúrgico em si proporciona ao paciente. Entretanto, não existe no mercado uma membrana considerada adequada. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma membrana a partir de materiais híbridos ureasil-poliéter para regeneração óssea guiada, capaz de isolar o enxerto ósseo e simultaneamente liberar de forma controlada fármacos ou proteínas, resultando assim em uma membrana capaz de melhorar a resposta fisiológica do tecido ósseo diminuindo o tempo de neoformação óssea. Os materiais utilizados foram sintetizados a partir do método sol-gel utilizando os polímeros Poli Oxido de Etileno (POE) e Poli Oxido de Propileno (POP) de diferentes massas moleculares (400, 1900, 2000 g mol-1). O fármaco utilizado como modelo foi o Acetato de Dexametasona. Os resultados de intumescimento na presença de saliva artificial revelaram que com o aumento na proporção de ureasil-POP2000 e ureasil-POE1900 na mistura ocorre um aumento no ganho de massa, contudo esse aumento é mais expressivo para as misturas com ureasil-POE1900. A evolução das curvas de SAXS durante os experimentos de liberação com saliva artificial revela que a mistura formada por ureasil-POP400/POE1900 leva ao deslocamento do pico de correlação para baixos valores de q e ao aumento na intensidade do pico, por outro lado devido à razão hidrofóbica na mistura ureasil-POP400/POP2000 esse deslocamento para baixos valores de q é invariável. O teste de liberação revelou que é possível controlar a velocidade de liberação do fármaco a partir da variação das misturas ureasil-POP400/POP2000 e ureasil-POP400/POE1900. Resultados da análise... / Abstract: Among the membranes used for guided bone regeneration the resorbable membranes stand out for do not need the second surgery, a fact that can cause tissue damage beyond uncomfortable that the second surgery itself provides the patient.However, there is no on the market a membrane considered appropriate. The objective of this study was to develop a membrane from hybrid materials ureasil polyether for guided bone regeneration, able to isolate the bone graft and simultaneously drug release controlled or protein, resulting in a membrane capable of improving the physiological response of the tissue bone decreasing the bone formation. The materials used were synthesized from solgel method using polymers poly ethylene oxide (POE) and poly propylene oxide (POP) of different molecular weights (400, 1900, 2000 g mol-1).The drug used as model was dexamethasone acetate. The results of swelling in the presence of artificial saliva showed that with the increase in the proportion of ureasilPOP2000 and ureasil POE1900 in the mixture occurred an increasing mass, but this increase is more significant for mixture with the ureasil-POE1900.The evolution of SAXS curves during the release experiment with artificial saliva reveals that the mixture formed by ureasil-POP400/POE1900 leads to displacement of the correlation peak for low values of q and the increase in the intensity of the peak but the reason hydrophobic in the mix ureasilPOP400/POP2000 this displacement for low values of q is invariable. The release test showed that it is possible to control the release rate of the drug from the variation of the mixtures and ureasil-POP400/POP2000 ureasilPOP400/POE1900. Results of the microtomography showed that bone defects containing the ureasil-polyether membranes tested showed bone growth statistically similar to bone defects containing commercial collagen membrane (Bio-Gide, Geistlich Pharma). / Mestre

Orientador: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Banca: Marinônio Cornélio Lopes / Banca: Rubens Camargo Siqueira / Resumo: Matrizes de quitosana e colágeno podem oferecer nicho biológico para o crescimento de células-tronco derivadas do tecido adiposo (ADSC). O objetivo deste trabalho foi caracterizar as propriedades físicoquímicas das matrizes e sua biocompatibilidade com ADSC, bem como suas interações e influências diretas das matrizes sobre o comportamento da ADSC. A metodologia incluiu o tratamento enzimático de tecido adiposo obtido por lipoaspiração com colagenase IV, imunofenotipagem, cinética de crescimento das células, estudos de biocompatibilidade das matrizes analisadas pela atividade de fosfatase alcalina (AP), determinação de óxido nítrico (NO) por macrófagos e imagens das matrizes por microscopia óptica e eletrônica de varredura. A concentração de reticulação de genipina e glutaraldeído foi avaliada por ensaios de ninidrina, testes de solubilidade e de degradação das matrizes. Os melhores resultados foram obtidos com genipina a 0,5 %. Após nove expansões a viabilidade foi de 99 % e o tempo de duplicação da população de células diminuiu de sete para dois dias. Os resultados mostraram que as matrizes são biocompatíveis, exibem propriedades físicas e químicas necessárias para as células e são fortes estimuladoras de proteínas de sinalização (fosfatase alcalina) e de outras moléculas (NO), que são importantes no processo de regeneração tecidual. Portanto, as matrizes podem proporcionar um nicho biológico para adesão, proliferação e controle das atividades das ADSC / Abstract: Scaffolds of chitosan and collagen can offer a biological niche for the growth of adipose derived stem cells (ADSC). The objective of this work was to characterize the physico-chemical properties of the scaffolds and the ADSC, as well as their interactions to direct influences of the scaffolds on the behavior of ADSC. The methodology included an enzymatic treatment of fat obtained by liposuction by collagenase IV, ASDC immunophenotyping, cell growth kinetics, biocompatibility studies of the scaffolds analyzed by the activity of alkaline phosphatase (AP), nitric oxide (NO) determination, and images of both optical and scanning electron microscopy of the matrices. The extent of the crosslinking of genipin and glutaraldehyde was evaluated by ninhydrin assays, solubility tests and degradation of the matrices. The best results were obtained with 0.5 % genipin. After nine expansions viability was 99 % and the population doubling time decreased from seven to two days.The results showed that the matrices are biocompatible, exhibit physical and chemical properties needed to house cells in vivo and are strong stimulators of signaling proteins (alkaline phosphatase) and other molecules (NO) which are important in tissue regeneration. Therefore, the matrices provide a biological niche for ADSC adhesion, proliferation and cells activities / Mestre

Avaliou-se a taxa de degradação de elásticos ortodônticos de látex de diferentes fabricantes e diâmetros em diversos intervalos de tempo. Grupos de 15 elásticos de força média dos fabricantes AmericanOrthodontics (Sheboygan, Wis, EUA), Tp (La Porte, IN, EUA), Morelli (Sorocaba, SP, Brasil) e Uniden (Sorocaba, SP, Brasil); de diâmetros 3/16, 1/4 e 5/16 foram analisados nos intervalos de 0,1,3,6,12 e 24 horas, totalizando-se 1080 espécimes. Os elásticos foram estirados individualmente à distância de 30mm, respeitando-se o intervalo de um minuto entre cada estiramento. Os materiais foram acondicionados imersos em água deionizada à 37C. Realizou-se leitura das forças na máquina de ensaios Emic DL 500 (Emic Co, Sao Paulo, Brasil) à velocidade de 30 mm/min, com uma célula de 2Kg (Emic Co, Sao Paulo, Brasil). A leitura de cada elástico consumiu aproximadamente um minuto. Teste Kruskal-wallis com correções por Dunns aferiu significância estatística dos resultados. Foram observadas diferenças entre os grupos analisados, exceto às marcas Morelli e Tp. Foram significativas as inferências das variáveis tempo e marca comercial. Em 0 hora, a relação entre as forças geradas foi Morelli>AO>Uniden>Tp para elásticos 3/16 (p=0,0016) e 1/4 (p=0,0016) e, de Morelli>AO>Tp>Uniden para elásticos 5/16 (p=0,0087). Após 24 horas, as porcentagens de degradação dos elásticos foram AO>Morelli>Uniden>Tp no diâmetro 3/16; AO>Tp>Morelli>Uniden no diâmetro 1/4 e Tp>AO>Uniden>Morelli para elásticos de diâmetro 5/16. O comportamento no intervalo de 0-24 horas demonstrou uma queda acentuada no período de 0-3 horas, um ligeiro aumento em 3-6 horas, seguido de uma queda progressiva no intervalo de 6-24 horas. / The purpose of this study was to evaluate the force relaxation of different brands and diameters of latex elastics occurring during different times. Groups of 15 medium forces elastics from manufacturers: American Orthodontics (Sheboygan, Wis, USA), Tp (La Porte, IN, USA), Morelli Orthodontics (Sorocaba, SP, Brazil) and Uniden Orthodontics (Sorocaba, SP, Brazil) with diameters: 3/16, 1/4 and 5/16 inch size were tested at 0,1,3,6,12,24 hours, making a total of 1080 specimens. An apparatus was designed to simulate oral environments during elastics stretching. The forces were read after 1,3,6,12 and 24-hour periods in Emic testing machine (Emic Co, Sao Paulo, Brazil) with 30 mm/min cross-head speed and load cell of 2Kg Emic force (Emic Co, Sao Paulo, Brazil). Kruskal-Wallis and Dunns tests were used to identify statistical significance. Overall, there were statistically differences among the different manufacturers at all observation intervals, except between Morelli and Tp. Significantly variability were seen in Morelli and Uniden force delivery. The relationships among loads at 0-hour time period were as follows: Morelli>AO>Uniden>Tp for 3/16 (p=.0016) and 1/4 elastics (p=.0016) and Morelli>AO>Tp>Uniden for 5/16 elastics (p=.0087). The forces relaxation over the 24-hour time period were AO>Morelli>Uniden>Tp for 3/16 elastics; AO>Tp>Morelli>Uniden for 1/4; and Tp>AO>Uniden>Morelli for 5/16 elastics.The force decay pattern show a notable drop-off of forces during 0-3 hours, a slight increase in force values from 3-6 hours and a progressive force decay was seen over 6-24 hours.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005Bitstream added on 2014-06-13T20:01:16Z : No. of bitstreams: 1 fook_mvl_dr_araiq.pdf: 2682702 bytes, checksum: 59290f39520b7fb33aa9f472d48b6b7f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As cirurgias de quadril têm-se tornado bastantes comuns no mundo, principalmente devido ao aumento da expectativa de vida e pelo sucesso do procedimento cirúrgico. Nos Estados Unidos são mais de 500.000 procedimentos cirúrgicos por ano com estimativas de que este número seja o dobro, 1.000.000, para o mundo. O desafio de substituir tecidos rígidos deve se basear no princípio de que se devem desenvolver materiais que mais se aproximem das propriedades do tecido natural em relação às propriedades mecânicas e possuam adequada interação biológica. Dentre os materiais desenvolvidos para serem aplicados por longo tempo, apenas um pequeno grupo tem aplicação industrial; cromo-cobalto, titânio e suas ligas, platina, alumina, hidroxiapatita, silicone, politetrafluoretileno, poliéster, polietileno e polimetilmetacrilato. Estes materiais apresentam, dentre os materiais de suas respectivas classes, as melhores propriedades mecânicas e resistência à corrosão ou degradação. Com uma extensa variedade de materiais, métodos de obtenção e combinações, os procedimentos de colocação do implante ocorrem de duas maneiras: com uso de cimento a base de polimetilmetacrilato - PMMA e sem o uso de cimento. No caso das próteses cimentadas, o desgaste do PMMA e a liberação de monômeros de MMA, combinado com o efeito térmico provocado pela reação de polimerização ocorrida no local estão associados ao elevado percentual de revisão das cirurgias (80%). Esta investigação científica foi concebida a partir desta limitação clínica. No estágio tecnológico atual a substituição da cabeça do fêmur é feita com polietileno de ultra-alto peso molecular - PEUAPM. O polímero, por sua vez, é preso ao osso do quadril através de parafusos e cimentos ósseos (à base de metacrilato). Estes cimentos são indesejáveis por não serem osteointegrados e pela potencialidade nociva dos resíduos que são liberados. / The hip surgeries have become very usual around the world mainly due to the increase in the life expectation and the success in the surgical procedures. In the United States alone the number is over 500,00 surgical procedures per year and it is estimated double the number for the rest of the world. The challenge of substituting hard tissues should be based on the principle that it should be developed materials which are most similar to the properties of natural tissues concerning the mechanical properties and have adequate biological interaction. Among the materials developed to be applied for long time, only a small group has industrial application; chrome-cobalt, titanium and its alloys, platinum, alumina, hydroxyapatite, silicone, politetrafluoroethylene, polyesther, polyethylene and polymetylmethacrylate. Those materials show, among the materials of their respective categories, the best mechanical properties and resistance to corrosion or degradation. With a large variety of materials and methods of obtaining and combinations, the procedures of inserting the implant occur in two ways: with the use of cement compounded by PMMA and without the use of cement. In the case of the cemented prostheses, the wear of PMMA and the liberation of monomers of MMA, combined with the thermal effect caused by the reaction of polymerization occurred in situ, are associated with the high percentage of surgery review (80%). This scientific investigation was conceived from that clinical limitation. At the present technological stage the substitution of the femoral head is made with ultrahigh molecular weight polyethylene - UHMWPE. That polymer, consequently, is attached to the bone of the hip by screws and bone cements (compounded by methacrylates). Those cements are undesirable because they are not osseointegrated and because of the harmful potentiality of the residue that is liberated.

Resumo: Este estudo teve como objetivo geral utilizar células da linhagem MDPC-23 em testes de citotoxicidade de materiais e na investigação dos efeitos de proteínas bioativas no estímulo da síntese de componentes da matriz dentinária. Os objetivos específicos foram avaliar o efeito citotóxico de soluções utilizadas na lavagem de paredes cavitárias e de materiais dentários recomendados para aplicação em dentina sobre células de linhagem odontoblástica MDPC-23. Também foi intuito avaliar o efeito do concentrado de proteínas extraídas da dentina de coelho sobre a expressão de genes específicos. Este trabalho, apresentado na forma de três artigos científicos, utilizou a técnica de MTT para avaliar o efeito citotóxico de soluções de CLX em variadas concentrações sobre as células MDPC-23. Esta técnica foi utilizada também para a investigação do efeito citotóxico de três diferentes cimentos de ionômero de vidro modificados por resina: Vitrebond (VB); Vitremer (VM); e RelyX Luting Cement (RX), associada ao teste de implantação destes materiais resinosos no tecido conjuntivo subcutâneo de ratos. A expressão dos genes que codificam para colágeno tipo-1 e fibronectina nas células expostas ao concentrado de proteínas extraídas da dentina de coelhos foi avaliada por RT-PCR. Os resultados demonstraram que a CLX é citotóxica às células da linhagem MDPC-23 de maneira dose-dependente. Também foi demonstrado que os cimentos de ionômero de vidro são biocompatíveis ao tecido conjuntivo subcutâneo de ratos, apesar de apresentarem diferentes graus de citotoxicidade sobre as células odontoblastóides. As proteínas bioativas extraídas da dentina de coelhos apresentaram efeito estimulatório na expressão de genes que codificam para colágeno tipo-1 e fibronectina. Pode-se concluir que as células MDPC-23 são um modelo que pode ser utilizado nos testes de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The general aim of this in vitro and in vivo study was to evaluate the cytotoxicity of rinsing solutions and dental materials as well as to determine the expression of genes related with the dentinogenesis. The specific objectives were to evaluate the cytotoxicity effects of rinsing solutions used to clean cavity walls and dental materials used to restore dental cavities. The effects of EDTA soluble dentin proteins (members of TGF-â superfamily) on specific gene espression was also evaluated. For this porpose three scientific papers were prepared: 1) MTT assay was employed to investigate the cytotoxic effects of different concentrations of chlorhexidine to MDPC-23 cells as well as to; 2) to determine the cytotoxicity of three different resin-modified glass-ionomer cements (RMGIC): Vitrebond (VB); Vitremer (VM); and RelyX Luting Cement (VM). The results of this in vitro study was compared to the in vivo study in which RMGICs were implanted into the connective tissue of rats; 3) Type-1 collagen and fibronectin gene expression on cells exposed to EDTAsoluble dentin proteins was assessed by means of semi-quantitative RT-PCR. The results demonstrated that chlorhexidine is cytotoxic to MDPC-23 cells in a dose-dependent way. It was also demonstrated that RMGICs are biocompatible following implantation into surgical pockets prepared in the dorsal connective tissue of rats in spite of the different degrees of in vitro cytotoxicity presented by these materials to MDPC-23 cells. The stimulatory effects of the bioactive molecules on the expression of the genes that encodes to type-1 collagen and fibronectin was clearly demonstrated. Based on the experimental conditions, it was concluded that MDPC-23 cells are suitable model to be used on cytotoxicity tests of dental materials and rinsing solutions as well as to evaluate the dentinogenesis mechanisms. / Orientador: Carlos Alberto de Souza Costa / Coorientador: Claudio Miguel da Costa Neto / Banca: Maria Aparecida de Andrade Moreira Machado / Banca: Elisa Maria Aparecida Giro / Mestre