Blendas poliméricas são misturas físicas de dois ou mais polímeros. O interesse de obtenção de blendas poliméricas, com características físicas e químicas desejadas para as mais diversas aplicações, é crescente em todo o mundo. Neste trabalho foram desenvolvidos filmes de blendas de quitosana e poli(N-vinil-2-pirrolidona) (PVP) em várias proporções. A irradiação destes filmes com radiação UV254nm gerou hidrogéis estáveis. Foram também obtidos hidrogéis a partir de co-soluções aquosas destes polímeros, em diversas proporções, com reticulação de seus componentes induzida pela radiação ultravioleta. Em ambos os casos, os materiais foram caracterizados e avaliados quanto a sua potencialidade de uso como biomaterial. Para análise e caracterização das blendas e hidrogéis utilizaram-se as técnicas de espectroscopia no infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), difratometria de raios X e transmissão de vapor de água (WVT). Os resultados mostraram que a forte interação entre PVP e quitosana leva a um aumento da insolubilidade da blenda em relação à PVP pura, mesmo com baixas quantidades de quitosana. A presença de PVP aumenta a hidrofilicidade da blenda e também ocasiona a diminuição da cristalinidade da quitosana. Outro aspecto importante foi o aumento da estabilidade térmica das quitosanas, também influenciada pelo aumento da parcela de PVP nas blendas. A análise dos dados parece indicar que uma SIPN foi formada, onde a rede básica é constituída de PVP reticulada, enquanto a quitosana é mantida \"presa\" nesta rede, sem participar da mesma, mas impedida de ser extraída. O estudo da irradiação de co-soluções aquosas de PVP e quitosana gerou hidrogéis estáveis, porém restritos a baixa porcentagem de quitosana na mistura - até 30%. Este estudo revelou, também, que a presença de ácido acético na solução facilita o processo de reticulação, incluindo solução de PVP pura. A permeabilidade à água dos filmes de blendas de quitosana/PVP não irradiados e irradiados indica sua potencialidade de aplicações desses materiais em áreas medicinal e alimentícia. A literatura descreve vários métodos de produção de hidrogéis de quitosana, porém, todos baseados no uso de agentes reticulantes externos ou da enxertia de grupos reativos na cadeia de quitosana. Deve-se ressaltar que o sistema de reticulação aqui proposto não faz uso de agentes de reticulação, fotoiniciadores nem incorporação de algum grupo fotorreativo nas cadeias dos polímeros. De modo geral, os resultados obtidos dos materiais poliméricos irradiados e não-irradiados sugerem que possuem potencialidade para várias aplicações: como biomaterial, por exemplo, matrizes poliméricas para liberação controlada de fármacos, curativos para ferimentos mais leves, outros. / Polymer blends are physical mixtures of two or more polymers. The interest in obtaining polymer blends, with desired physical and chemical characteristics for the most diverse applications, is increasing in the whole world. In this work, chitosan and poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) blend films were developed at several ratios. Hydrogels were also obtained from co-solutions of these polymers, at diverse ratios, through crosslinking induced by ultraviolet radiation. In both cases, the materiais were characterized and evaluated in terms of their potentiality of use as biomaterial. For analysis and characterization of blends and hydrogels were utilized the techniques of infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffractometry (XRD), and water vapor transmission (WVT). The results have shown that the strong interaction between PVP and chitosan leads to an increase of blend insolubility in relation to pure PVP, even with low amounts of chitosan. PVP presence increases blend hydrophilicity and causes reduction of chitosan crystallinity, as well. Another important aspect was the increase of chitosan thermal stability, influenced by the increase of PVP portion in blends. Analysis of the data seems to indicate that a SIPN was formed, where the basic net is constituted of crosslinked PVP, while chitosan is kept \"imprisoned\" in this net, without participating of the same, but hindered of being extracted. The study of irradiation of PVP and chitosan aqueous co-solutions generated stable hydrogels, however restricted low chitosan percentage in the mixture - up to 30%. This study also disclosed that the acetic acid presence in the solution facilitates the crosslinking process, including pure PVP solution. Permeability to water of non-irradiated and irradiated blend films of chitrosan/PVP indicates application potentiality of these materiais in medicinal and food areas. Literature describes several methods of chitosan hydrogel production, however, all basing on the use of external crosslinkers or graft of reactive groups on chitosan chain. It must be pointed out that the crosslinking system considered here does not make use of crosslinkers, photoinitiators nor incorporation of some photoreactive group into the chains of the polymers. In a general way, the results obtained from irradiated and non-irradiated polymer materials suggest they possess potentiality for some applications: as biomaterial, for example, polymer matrices for controlled drug release, dressings for simpler wounds, others.

Für die Behandlung von Knochendefekten überkritischer Größe stehen seit einigen Jahren zahlreiche resorbierbare Materialien zur Verfügung, die eine Defektheilung bis hin zur vollständigen knöchernen Regeneration erlauben. Im Fall systemischer Knochenerkrankungen, insbesondere im osteoporotischen Knochen, ist jedoch die Selbstheilungskapazität des Gewebes stark eingeschränkt, was neben der Defektbehandlung eine knochenanabole sowie resorptionshemmende Therapie erfordert. Diese kann beispielsweise durch die Gabe von Strontium-haltigen Präparaten erreicht werden, da der duale Wirkmechanismus der Strontium-Ionen zu vermehrter Knochenneubildung bei gleichzeitig verminderter Knochenresorption führt. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines Strontium-haltigen Knochenzements, welcher eine Freisetzung von Strontium-Ionen spezifisch im jeweiligen Knochendefekt und somit eine lokale Stimulation der Knochenneubildung ermöglicht. Basierend auf einem etablierten Calciumphosphat-Knochenzement wurden Strontium-haltige Zementvarianten hergestellt und ausgiebig charakterisiert. Im Gegensatz zu den meisten bislang verfolgten Methoden konnten Zemente mit deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden, welche weiterhin Strontium-Ionen in physiologisch relevanten Konzentrationen freisetzen. Durch Zellkulturuntersuchungen an humanen Zellen sowohl der osteoblastären- als auch osteoklastären Linie konnte eine Stimulation der für den Knochenaufbau verantwortlichen Zellen sowie eine Hemmung der den Knochen resorbierenden Zellen durch die entwickelten Zemente nachgewiesen werden.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCMC_DISSERT.pdf: 3568281 bytes, checksum: 78b0d72ff4bc1b9774bb0c806de32258 (MD5) Previous issue date: 2013-11-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / With the advances in medicine, life expectancy of the world population has grown considerably in recent decades. Studies have been performed in order to maintain the quality of life through the development of new drugs and new surgical procedures. Biomaterials is an example of the researches to improve quality of life, and its use goes from the reconstruction of tissues and organs affected by diseases or other types of failure, to use in drug delivery system able to prolong the drug in the body and increase its bioavailability. Biopolymers are a class of biomaterials widely targeted by researchers since they have ideal properties for biomedical applications, such as high biocompatibility and biodegradability. Poly (lactic acid) (PLA) is a biopolymer used as a biomaterial and its monomer, lactic acid, is eliminated by the Krebs Cycle (citric acid cycle). It is possible to synthesize PLA through various synthesis routes, however, the direct polycondensation is cheaper due the use of few steps of polymerization. In this work we used experimental design (DOE) to produce PLAs with different molecular weight from the direct polycondensation of lactic acid, with characteristics suitable for use in drug delivery system (DDS). Through the experimental design it was noted that the time of esterification, in the direct polycondensation, is the most important stage to obtain a higher molecular weight. The Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrograms obtained were equivalent to the PLAs available in the literature. Results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed that all PLAs produced are semicrystalline with glass transition temperatures (Tgs) ranging between 36 - 48 ?C, and melting temperatures (Tm) ranging from 117 to 130 ?C. The PLAs molecular weight characterized from Size Exclusion Chromatography (SEC), varied from 1000 to 11,000 g/mol. PLAs obtained showed a fibrous morphology characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) / Com os avan?os na medicina, a expectativa de vida da popula??o mundial vem crescendo consideravelmente nas ?ltimas d?cadas. Pesquisas v?m sendo realizadas visando manter a qualidade de vida da popula??o atrav?s do desenvolvimento de novas drogas e novos procedimentos cir?rgicos. Os biomateriais s?o estudados atualmente, e sua utiliza??o vai desde a reconstru??o de tecidos e ?rg?os afetados por patologias ou outros tipos de falha, ? utiliza??o em sistema de libera??o de f?rmacos capazes de prolongar o tempo do medicamento no organismo e aumentar a sua biodisponibilidade. Os biopol?meros consistem em uma classe de biomateriais muito visada pelos pesquisadores, uma vez que apresentam propriedades ideais para tal aplica??o, como alta biocompatibilidade e biodegradabilidade. O Poli(?cido l?ctico) (PLA) ? um biopol?mero usado como biomaterial, e seu mon?mero, o ?cido l?ctico, ? eliminado pelo ciclo do ?cido c?trico (ciclo de Krebs). ? poss?vel sintetizar o PLA atrav?s de v?rias rotas de s?ntese, no entanto, a policondensa??o direta ? a rota mais barata devido ao uso de poucas etapas de polimeriza??o. Neste trabalho foi utilizada a ferramenta de planejamento fatorial para produzir PLAs com diferentes massas molares, a partir da policondensa??o direta do ?cido l?ctico, com caracter?sticas adequadas para a utiliza??o em sistema de libera??o de f?rmacos (SLFs). Por meio do planejamento observou-se que o tempo de esterifica??o ? o est?gio mais importante na obten??o de uma maior massa molar na rota de policondensa??o. Os Infravermelhos por Transformada de Fourier (FTIR) obtidos apresentaram espectrogramas equivalentes ao de PLAs dispon?veis na literatura. Resultados de Calorimetria Explorat?ria Diferencial (DSC) mostraram que todos os PLAs produzidos s?o semicristalinos, com temperaturas de transi??o v?treas (Tgs) variando entre 36 48?C e temperaturas de fus?o (Tm) variando entre 117 130?C. As massas molares, caracterizadas a partir de Cromatografia por Exclus?o de Tamanho (SEC), variaram entre 1000 11000 g/mol. Os PLAs obtidos apresentaram uma morfologia fibrosa caracterizada por meio de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV)

Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-23T17:27:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Flavio de Carvalho.pdf: 5659909 bytes, checksum: d5f85d5e5192dc307c143bf509b82aac (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-08T12:05:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Flavio de Carvalho.pdf: 5659909 bytes, checksum: d5f85d5e5192dc307c143bf509b82aac (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-08T12:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Flavio de Carvalho.pdf: 5659909 bytes, checksum: d5f85d5e5192dc307c143bf509b82aac (MD5) Previous issue date: 2008 / Este estudo avaliou o comportamento histomorfológico in vivo de matrizes tridimensionais de quitosana com 4% e 15% de graus de acetilação, em um defeito crítico de 9mm de diâmetro criado em calvária de rato. Sessenta ratos Wistar albinus, dispostos em três grupos, foram avaliados. No grupo GI (grupo controle) o defeito foi preenchido apenas com coágulo sanguíneo; no grupo GII, o defeito foi preenchido com uma biomatriz de quitosana de 4% de grau de acetilação; no grupo GIII o defeito foi preenchido com uma matriz de quitosana de 15% de grau de acetilação, avaliados nos pontos biológicos de 7, 15, 45 e 120 dias. Os resultados demonstraram não haver diferenças significantes entre os grupos avaliados, quanto ao reparo ósseo, que se manteve limitado às bordas ósseas do defeito, de forma reparativa. Os grupos GII e GIII apresentaram uma reação inflamatória predominantemente granulomatosa, com deposição de tecido fibroso entre os biomateriais implantados. Concluiu-se que ambos os biomateriais foram biocompatíveis, entretanto não houve neoformação óssea associada à sua implantação. / Salvador

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MISTURA_Daniel_2014.pdf: 2003467 bytes, checksum: 5581d79f572369db3735d9706f07423d (MD5) Previous issue date: 2014-03-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Hydrogels have been widely studied, especially as injectable materials for applications as biomaterials. These hydrogels may possess thermosensitive features near body temperature (LCST Lower Critical Solution Temperature around 37ºC), rapid gelation, carry drugs, cells or cell growth factors. The current challenge is to make these materials biodegradables and mechanical properties optimized for their use in cardiac tissue engineering. The aim of this study was to synthesize hydrogels of poly(N-iropropylacrylamide) (PNIPAAm) from a new class of macromer consisting of 2-hydroxyethyl methacylate (HEMA), poly(L-co-D,L lactic acid) and trimethylene carbonate (PLDLA-co-TMC) in order to give the hydrogel biodegradation characteristics and mechanical properties suitable for future applications in cardiac tissue engineering. Hydrogels were synthesized by free radical polymerization, the macromer having concentrations ranging from 5%, 10% and 15% (w/w) to evaluate the influence in chemical, mechanical and thermal properties. Macroscopic evaluation showed that the hydrogels exhibit characteristics of injectable and thermosensibility. Swelling tests showed swelling hydrogels with absorption of 20, 29 and 63% of water for compositions. Nuclear Magnetic Resonance (NMR 13C e 1H) confirmed the copolymerization of HEMA with PLDLA-co-TMC as well as the copolymerization of hydrogel PNIPAAm-co-AAc-co-HEMAPLDLA-co-TMC. Infrared spectroscopy (FTIR) corroborated the data found in (NMR 13C e 1H). Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed a glass transition temperature of 114ºC, 130ºC and 98ºC for hydrogels, near those found in literature, moreover, showed the LCST for samples at 29ºC, 30ºC and 24ºC, temperatures being lower than 37ºC, indicating these hydrogels may be used in the human body. Scanning electron microscopy (SEM) showed hydrogels without interconnected pores. Mechanical tensile tests showed hydrogels with Young s Modulus of 531, 922 and 725 kPa, and over 500% strain in all synthesized compositions. Degradation of materials followed by weight loss and gel permeation chromatography (GPC) demonstrated stability of hydrogel during first 4 weeks and after 10 weeks showed the onset of weight loss. Finally, the biological interactions assays showed the material as cytocompatible and non-toxic to Vero cells. Thus, the synthesized hydrogels are promising for future applications in cells carriers for tissue engineering. / A classe de hidrogéis vem sendo amplamente estudada, principalmente como materiais injetáveis para aplicações como biomateriais. Estes hidrogéis podem possuir características de termo sensibilidade próximos à temperatura corporal (LCST Lower Critical Solution Temperature em torno de 37ºC), solidificarem rapidamente, carregarem fármacos, células ou fatores de crescimento celular. O desafio atual é tornar esses hidrogéis biodegradáveis e com propriedades mecânicas otimizadas à sua utilização. O objetivo deste estudo foi sintetizar hidrogéis de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) a partir de uma nova classe de macrômero composto por 2-hidróxietil metacrilato (HEMA), poli(L-co-D,L ácido lático) e trimetileno carbonato (PLDLA-co-TMC), a fim de conferir ao hidrogel características de biodegradação e propriedades mecânicas adequadas para futuras aplicações em engenharia tecidual cardíaca. Os hidrogéis foram sintetizados através da polimerização via radical livre, com concentrações do macrômero variando de 5%, 10% e 15% (m/m) visando avaliar a influência nas propriedades químicas, mecânicas e térmicas do hidrogel sintetizado. A avaliação macroscópica mostrou que os hidrogéis apresentam características de materiais injetáveis e termo sensíveis. Os ensaios de intumescimento apontaram hidrogéis com absorção de 20, 29 e 63% de água para as composições estudadas. As análises de ressonância magnética nuclear (RMN 13C e 1H) comprovaram a copolimerização do HEMA com o PLDLA-co-TMC bem como a copolimerização do hidrogel de PNIPAAm-co-AAc-co-HEMAPLDLA-co-TMC. As análises de espectroscopia do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) corroborou os dados encontrados na técnica de RMN 13C e 1H. A técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) apontou temperaturas de transição vítrea dos hidrogéis 114ºC, 130ºC e 98ºC próximas as encontradas na literatura, além disso, mostrou o comportamento LCST para as amostras nas temperaturas de 29ºC, 30ºC e 24ºC, temperaturas sendo menores que 37ºC, indicando que as mesmas podem ser utilizadas no organismo. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontou hidrogéis com poros sem interconectividade. Os ensaios mecânicos de tração apontaram hidrogéis com módulo de elasticidade de 531, 922 e 725 kPa e deformações superiores a 500% em todos as composições sintetizadas. A degradação dos materiais foi medida pela perda de massa, bem como por cromatografia de permeação em gel (GPC) apontou estabilidade dos hidrogéis nas primeiras 4 semanas, e após 10 semanas houve o início da perda de massa. Por fim, os ensaios de interação biológica apontaram o material como citocompátivel e não tóxico às células Vero. Sendo assim, os hidrogéis sintetizados são materiais promissores para futuras aplicações em sistemas de carregamento celular para engenharia tecidual.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-14T14:47:04Z No. of bitstreams: 1 TesePRGA.pdf: 5283158 bytes, checksum: c57ad9ff767d07147f784d369b1084cf (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:55:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRGA.pdf: 5283158 bytes, checksum: c57ad9ff767d07147f784d369b1084cf (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:56:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRGA.pdf: 5283158 bytes, checksum: c57ad9ff767d07147f784d369b1084cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePRGA.pdf: 5283158 bytes, checksum: c57ad9ff767d07147f784d369b1084cf (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Millions of bone fractures occur annually worldwide and the consequent bone repair process is complex, involving many biological events until it reaches the restoration of the tissue integrity. During that process some problems can occur due to delays in the bone healing, which does not allow the proper joining of the tissue. Thus, it is necessary to search for new technologies that work in restoring the integrity of the bone tissue and that promote the osteoconduction and the osteoinduction. In this sense, the use of bioactive materials in the bone repair process is a promising alternative. Following this, two studies (I and II) were developed in order to investigate a new fibrous glassy scaffold, and these studies were based in three lines of research: (i) the characterization of the new fibrous glassy scaffold; (ii) the biocompatibility evaluation of this bioactive material; (iii) the analysis of the biological performance of this new scaffold in the bone repair. More specifically, in the study I the developed scaffolds were characterized in terms of porosity, mineralization and morphological features. Additionally, fibroblast and osteoblast cells were seeded in contact with extracts of the scaffolds to assess cell proliferation and genotoxicity after 24, 72 and 144 h. Finally, scaffolds were placed subcutaneously in rats for 15, 30 and 60 days. In regards to study II, the morphological structure of the scaffolds upon incubation in phosphate buffered saline (PBS) (via scanning electron microscope) was assessed after 1, 7 and 14 days and, also, the in vivo tissue response to the new biomaterial was evaluated using implantation in rat tibial defects. The histopathological, immunohistochemistry and biomechanical analyzes after 15, 30 and 60 days of implantation were performed to investigate the effects of the material on bone repair. The scaffolds presented interconnected porous structures (porosity of ~75%), and the precursor bioglass could mineralize a hydroxycarbonate apatite (HCA) layer in SBF after only 12 h. The PBS incubation indicated that the fibers of the glassy scaffold degraded over time. With regards to the biological investigations, the biomaterial elicited increased fibroblast and osteoblast cell proliferation, and no DNA damage was observed. The in vivo experiment showed degradation of the biomaterial over time, with soft tissue ingrowth into the degraded area and the presence of multi-nucleated giant cells around the implant. At day 60, the scaffolds were almost completely degraded, and an organized granulation tissue filled the area. Additionally, the histological analysis of the implants in the bone defects revealed a progressive degradation of the material with increasing implantation time and also its substitution by granulation tissue and woven bone. Histomorphometry showed a higher amount of newly formed bone area in the control group (CG) compared to the biomaterial group (BG) 15 days post-surgery. After 30 and 60 days, CG and BG showed a similar amount of newly formed bone. The novel biomaterial enhanced the expression of RUNX-2 and RANK-L, and also improved the mechanical properties of the tibial callus at day 15 after surgery. These results indicate that the new fibrous glassy scaffold is bioactive, non-cytotoxic, biocompatible and promising for using in bone tissue engineering. / Milhões de fraturas ósseas ocorrem anualmente no mundo todo e o processo de reparo é complexo, envolvendo muitos eventos biológicos até que se atinja a restauração da integridade do tecido. Problemas nessa regeneração podem ocorrer, levando a não união óssea. Assim, faz-se necessária a busca por novas tecnologias que atuem na restauração da integridade do tecido ósseo e promovam a osteocondução e a osteoindução. Para tanto, uma alternativa promissora é a utilização de materiais bioativos para o reparo ósseo. Seguindo essa linha, foram realizados dois estudos (I e II) acerca de um novo scaffold vítreo fibroso, sendo estes estudos baseados em três linhas de investigação: (i) caracterização do novo scaffold vítreo fibroso; (ii) avaliação da biocompatibilidade desse material bioativo e (iii) análise do desempenho biológico desse novo scaffold no reparo ósseo. Mais especificamente, no estudo I foi feita a caracterização dos scaffolds em termos de porosidade, mineralização e características morfológicas. Adicionalmente, fibroblastos e osteoblastos foram cultivados em contato com extratos dos scaffolds para avaliação da proliferação celular e genotoxicidade após 24, 72 e 144 h. Finalmente, nesse mesmo estudo, os scaffolds foram implantados subcutaneamente em ratos por 15, 30 e 60 dias. No que se refere ao estudo II, foram feitas avaliações da estrutura morfológica dos scaffolds (via microscopia eletrônica de varredura) imersos em tampão fosfato salino (PBS) após 1, 7 e 14 dias, além de investigações do efeito no reparo ósseo do novo scaffold utilizando implantação do mesmo em defeitos ósseos tibiais em ratos. Análises histopatológicas, imunohistoquímicas e biomecânicas foram realizadas 15, 30 e 60 dias após a implantação. Os scaffolds apresentaram estruturas altamente porosas (porosidade de ~75%) e interconectadas, e o biovidro precursor mineralizou uma camada de hidroxicarbonatoapatita (HCA) em SBF (simulated body fluid) após o curto período de 12 h. A incubação em PBS indicou que as fibras do scaffold apresentaram sinais de degradação com o passar do tempo. Sobre os testes biológicos, o novo biomaterial levou a um aumento da proliferação de fibroblastos e osteoblastos, e nenhum dano ao DNA foi observado. Os experimentos de implantação do material no subcutâneo indicaram degradação do biomaterial acompanhada do crescimento interno de tecido mole e presença de células gigantes multinucleadas ao redor do implante. Após 60 dias, os scaffolds estavam quase completamente absorvidos e um tecido de granulação organizado preenchia a área de implantação. Adicionalmente, as análises histológicas dos scaffolds em defeitos ósseos revelaram uma degradação progressiva do biomaterial e substituição do mesmo por tecido de granulação e tecido ósseo neoformado. A histomorfometria mostrou uma maior quantidade de osso neoformado no grupo controle (CG) comparado ao grupo biomaterial (BG) 15 dias após a cirurgia. No entanto, depois de 30 e 60 dias, CG e BG apresentaram quantidades similares de osso neoformado. Além disso, o novo biomaterial aumentou a expressão de RUNX-2 e RANK-L, e também melhorou as propriedades mecânicas do calo tibial 15 dias após a cirurgia. Os resultados indicam que o novo scaffold vítreo fibroso é bioativo, não-citotóxico, biocompatível e promissor para utilização na engenharia do reparo ósseo.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:47:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2556452 bytes, checksum: d5563353a41b374f1b598abd2f574cf3 (MD5) Previous issue date: 2012-09-04 / Corneal conditions are among the main causes of blindness in both humans and animals. Many surgical techniques are described to recover the cornea s physical structure and refractive state; among them is the use of different types of biomaterials. Due to the cornea s transparency, viscoelasticity and lack of vessels, biomaterials to be applied on them must undergo a careful selection. Bacterial cellulose (BC) and polycaprolactone (PCL) are two well known biomaterials, studied extensively in separate. The purpose of the present study was to produce and characterize membranes made of BC and PCL to be tested as corneal tissue substitutes in rabbit s cornea. Membranes of BC were produced through static culture of the bacteria Gluconacetobacter xylinus. Membranes were then washed, dried and swelled in acetone for 48 hours, followed by immersion in 25ml of 3% PCL solution for 72 hours. Next, membranes of the BC/PCL composite underwent several washes in acetone and were then dried to be characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, thermal and mechanical trials and luminous transmittance. In vivo study was conducted with the BC/PCL composite and with pure BC to evaluate their interactions with corneal tissue. At first, membranes were cut in 8mm diameter to be then applied in corneal tisse. Thirty six female rabbits were separated in three groups of 12 animals each. An ulcer of 5mm in diameter and 0.2mm in depth was created on the right cornea of all rabbits. From the base of the ulcer, the stroma was separated creating an interlamellar pocket, and each group of 12 animals received 8mm diameter BC/PCL composite membrane and the other group received BC membranes on the same size, both adjusted in the pocket. The last group did not receive any membrane, used as the control. Animals were followed for 45 days, where clinical evaluations for signs of pain and inflammation were conducted. Three animals of each group were euthanized on days 3, 7, 21 and 45 after surgery to collect samples for histology (HE and Picrosirius) and SEM. BC/PCL presented 84% of light transmission while pure BC presented 45%. Lower tension resistance and Young s module was observed on the composite compared to pure BC, while the composite presented greater elongation at rupture what demonstrates a greater viscoelasticity of this material. Eyes that received membranes presented moderate inflammation until 30 days after surgery, decreasing progressively until 45 days. Histology revealed the presence of lymphohistiocytic inflammatory infiltrate at 21 and 45 days in implanted groups, at a moderate intensity, as well as giant cells, suggesting chronic inflammatory and foreign body reactions. Fibroplasia was observed around the membranes, a positive sign of biocompatibility. Epithelization was complete only in control group, what shows that membranes surfaces did not allow epithelium growth and maintenance. Picrosirius staining showed a greater proportion of type III collagen at the end of 45 days in both implanted groups, suggesting that the repair process around the membranes was incomplete. SEM showed extracellular matrix and cells adhered to implant surfaces, suggesting integration at 45 days. Both membranes made of BC/PCL composite and BC alone stimulated chronic inflammatory and foreign body reactions and did not allow complete epithelization on their surfaces. Based on these conclusions, we believe that implants made of BC/PCL and BC using the here presented process are not indicated as a substitute for corneal tissue in rabbits. / As afecções corneais representam uma das principais causas de cegueira tanto em humanos como em animais. São descritas várias técnicas cirúrgicas para recuperar a estrutura física e o estado refrativo da córnea, dentre essas, encontra-se a aplicação de diferentes tipos de biomateriais. Devido à transparência, à falta de vasos e à viscoelasticidade que a córnea apresenta, os biomateriais para nela serem aplicados devem passar por criteriosa seleção. A celulose bacteriana (CB) e a policaprolactona (PCL) são dois consagrados biomateriais, bastante estudados isoladamente. Foi proposto, neste estudo, a produção e a caracterização de membranas à base de CB e de PCL para serem testadas como substituto tecidual em córneas de coelhos. Membranas de CB foram produzidas por meio do cultivo estático da bactéria Gluconacetobacter xylinus. Após serem lavadas e secas, as membranas foram intumescidas em acetona por 48 horas e então imersas em 25 ml de solução a 3% de PCL diluída em acetona durante 72 horas. Na sequência, as membranas do compósito CB/PCL passaram por repetidas lavagens em acetona, e foram secas para serem caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raio-X, ensaios térmico e mecânico e transmissão óptica. Foi realizado o estudo in vivo com membranas do compósito CB/PCL e da CB pura para avaliar suas interações com o tecido corneal. Inicialmente elas foram cortadas em 8 mm de diâmetro para então serem implantadas nas córneas dos animais. Foram utilizadas 36 coelhas divididas em três grupos de 12 animais. Foi criada uma úlcera de 5 mm de diâmetro e 0,2 mm de profundidade na córnea direita de todos os animais. A partir da base da úlcera o estroma foi separado, criando-se um bolso interlamelar, sendo que um grupo recebeu membranas do compósito CB/PCL e outro grupo recebeu membranas da CB, que foram ajustadas dentro do bolso. O último grupo não recebeu tratamento sendo utilizado como controle. Os animais foram acompanhados por até 45 dias, sendo feitas avaliações clínicas para os sinais de dor e inflamação. Três animais de cada grupo foram eutanasiados aos três, sete, 21 e 45 dias após a cirurgia, para coleta de amostras para análises histológicas (HE e Picrosirius) e MEV. O compósito CB/PCL apresentou 84% de transmissão de luz, enquanto que a CB pura apresentou 65%. Houve redução da resistência à tração e do módulo de Young do compósito CB/PCL em relação à CB pura. Em contrapartida, o compósito apresentou aumento na ruptura ao alongamento, demonstrando incremento na elasticidade do material. Os olhos que receberam implantes apresentaram inflamação moderada até os 30 dias de pós-operatório, reduzindo progressivamente até os 45 dias da cirurgia. A análise histológica demonstrou, aos 21 e aos 45 dias, presença de infiltrado inflamatório linfo-histiocitário em intensidade moderada e células gigantes nos animais implantados, sugerindo resposta inflamatória persistente e do tipo corpo estranho. Também foi observada fibroplasia em torno das membranas, sendo este um sinal positivo de biocompatibilidade. A epitelização foi completa somente no grupo controle, demonstrando que as superfícies das membranas não permitiram o crescimento e manutenção do epitélio. Pela coloração de Picrosirius, evidenciou-se maior proporção do colágeno tipo III ao final dos 45 dias nos grupos com implantes, sugerindo que o processo de reparação em torno das membranas estava incompleto. A MEV demonstrou matriz extracelular e células aderidas às superfícies dos implantes, sinalizando integração no período de 45 dias. As membranas tanto do compósito CB/PCL como da CB incitaram resposta inflamatória crônica e de corpo estranho, e não permitiram a completa epitelização sobre suas superfícies. Baseado nisso, acredita-se que os implantes CB/PCL e CB, da maneira como foram desenvolvidos, não devem ser indicados para substituir o tecido corneal de coelhos.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA14MA130.pdf: 1998964 bytes, checksum: 145e149b4c0a26553d621c120349c867 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / New techniques for bone replacement have continuously been searched, to find new alternatives for treatment of fractures, bone tumors or any orthopedic disease requiring transplants or bone grafts. With that proposal, we performed surgical procedures in both sheep s tibia to evaluate the osteoregenerative capacity of biomaterials of different compositions. Eight female, mongrel sheeps, 12 months old, weighting on average 30kg were obtained for the animal study. Three bone defects, in both tibias of each animal, a total of six bone defects each, were produced, being four of them treated with four different types of biomaterials and two with autogenous bone grafts, as a control group. The biomaterials implanted were: hydroxyapatite (HA), beta-tricalcium phosphate (TCP-β), hydroxyapatite/beta-tricalcium phosphate 60:40 (HA/TCP-β 60:40) and the nanocomposite hydroxyapatite and alumina (HA/Al2O3 5%). The animals were allocated in two groups: Group 60 (n=04), in which the animals were euthanized sixty days after the implantation of the biomaterials and Group 90 (n=04), in which the animals were euthanized ninety days after the procedure. Were performed radiograph images on the preoperative period, on the immediate postoperative and at 30, 60 and 90 days of postoperative period, to excluded any previously disease or postoperative complications that could compromise this research. After euthanasia, the tibias were collected for macro and microscopic evaluation, which was accessed by scanning electron microscopy (SEM) and optic microscopy. The results suggest that HA, TCP-β and HA/TCP-β present a great osteoregenerative capacity. The last one seems to be the best for a long-term outcome, due its best control in the solubilization and releasing of calcium and phosphates ions through the biological environment during the bone formation. The nanocomposite HA/Al2O3 5% didn t show a good response on this study, and we suggest new researchs to better evaluate the potential and applicability of this new biomaterial / Novas técnicas para substituição de tecido ósseo têm sido continuamente pesquisadas, buscando novas alternativas para o tratamento de fraturas, tumores ósseos ou qualquer enfermidade ortopédica que indique o uso de transplantes ou enxertos ósseos. Com este intuito, foram realizados experimentos cirúrgicos em tíbias de ovinos, objetivando avaliar a capacidade osteoregenerativa de biomateriais em diferentes composições. Foram utilizadas oito ovelhas mestiças texel, com 12 meses de idade e peso médio de 30 kg. Foram produzidos três defeitos ósseos em ambas as tíbias dos animais, totalizando seis defeitos, sendo que quatro foram preenchidos por biomateriais, e dois por fragmentos ósseos retirados do próprio animal, funcionando como controle. Os materiais implantados foram: hidroxiapatita (HA), tricálcio fosfato-β (TCP-β), hidroxiapatita/tricálcio fosfato-β (HA/TCP-β 60/40) e o nanocompósito hidroxiapatita/alumina a 5% (HA/Al2O3 a 5%). Os animais foram alocados em dois grupos: Grupo 60 (n=04), em que os animais foram eutanasiados após 60 dias da colocação dos implantes e Grupo 90 (n=04), em que a eutanásia ocorreu 90 dias após a colocação dos implantes. Foram realizadas radiografias nos períodos pré-operatório, imediatamente após o procedimento e aos 30, 60 e 90 dias de pós-operatório, a fim de excluir qualquer alteração prévia ou complicação pós-operatória, capaz de comprometer a pesquisa. Após a eutanásia, foram coletadas as tíbias para avaliação macro e microscópica, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Os resultados encontrados sugerem uma boa capacidade de neoformação óssea com a HA, o TCP-β e o composto bifásico HA/TCP-β 60/40. Este último apresenta o melhor resultado a longo prazo, devido ao melhor controle na solubilização e liberação dos íons cálcio e fosfatos para o meio biológico durante o processo de neoformação óssea. O biomaterial nanocompósito HA/Al2O3 a 5% não apresentou resultados promissores neste estudo, e sugerem-se novas pesquisas a fim de investigar melhor o potencial e aplicabilidade deste novo biomaterial

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA15MA177.pdf: 755005 bytes, checksum: d47e1b3be9b01d28494b49fd777da7f7 (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / The nanostructured calcium phosphate bioceramics have shown importance in bone repair biomaterials for its chemical and crystallographic similarity with bone tissue crystalline structure, increasing their relevance in orthopedics, dentistry and bone healing. These biomaterials have interconnected microporous nanostructure, made of thin grains and micropores, which favor their use as synthetic matrix in recuperation of injure bone. In vitro cell culture is a value tool for studying the mechanisms whereby biomaterials can cause adverse reactions in cell level, indicating their potential use at medical practice. The aim of this study was to evaluate the biocompatibility of porous calcium phosphate bioceramics with different morphology of grains and microporous by MTT assay, cell growth curve and cell-material interaction study by scanning electron microscope (SEM). The cell-material interaction study by SEM showed fibroblasts adhesion and proliferation in the biomaterials surface. In the results of MTT assay and cell growth curve it was found that the tested biomaterials were biocompatible, making them suitable candidates as bone substitutes. The biomaterial composed by 80% TCP-β/20% HA (1,67M/1100 °C/2h) showed cell viability less than 70% and descendant growth curve, indicating certain level of cytotoxicity / As biocerâmicas nanoestruturadas de fosfato de cálcio tem se destacado na área de biomateriais de reconstituição óssea pela sua semelhança química e cristalográfica com a apatita óssea do esqueleto humano, reforçando sua importância na ortopedia, odontologia, fixação de implantes e reparação do tecido ósseo. Estes biomateriais apresentam micro e nanoestruturas microporosas interconectadas, formada por finos grãos e microporos, características estas que favorecem seu uso como matriz sintética na recuperação de tecido ósseo lesado. O cultivo de células in vitro é uma valiosa ferramenta para se estudar os mecanismos pelos quais os biomateriais podem produzir reações adversas em nível celular, indicando seu potencial para uso na prática médica. Este trabalho teve como objetivo avaliar a biocompatibilidade das cerâmicas porosas de fosfato de cálcio em condições diferenciadas de morfologia de grãos e de microporos por meio do teste de citotoxicidade MTT, análise da curva de crescimento celular e estudo da interação célula-material por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise da interação célula-material por MEV mostrou a adesão e proliferação dos fibroblastos na superfície das diferentes biocerâmicas de fosfato de cálcio testadas. Nos resultados obtidos por meio do ensaio colorimétrico MTT e curva de crescimento constatou-se que os biomateriais testados se mostraram biocompatíveis, possuindo grande potencial como substitutos ósseos. O biomaterial composto por 80% TCP-β/20% HA (1,67M/1100 °C/2h) apresentou viabilidade celular abaixo de 70% e curva de crescimento descendente, demonstrando grau de citotoxicidade

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NaisandraBS_TESE_1-50.pdf: 2251709 bytes, checksum: f894b2d51f4f9a6c372cbd1e00aa233d (MD5) Previous issue date: 2010-06-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Bacterial cellulose (BC) has a wide range of potential applications, namely as temporary substitute skin in the treatment of skin wounds, such as burns, ulcers and grafts. Surface properties determine the functional response of cells, an important factor for the successful development of biomaterials. This work evaluates the influence of bacterial cellulose surface treatment by plasma (BCP) on the cellular behavior and its genotoxicity potential. The modified surface was produced by plasma discharge in N2 and O2 atmosphere, and the roughness produced by ion bombardment characterized by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Cell adhesion, viability and proliferation on BCP were analysed using crystal violet staining and the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium (MTT) method. Genotoxicity was evaluated using the comet and cytokinesis block micronucleus assay. The results show that the plasma treatment changed surface roughness, producing an ideal cell attachment, evidenced by more elongated cell morphology and improved proliferation. The excellent biocompatibility of BCP was confirmed by genotoxicity tests, which showed no significant DNA damage. The BCP has therefore great potential as a new artificial implant / A celulose bacteriana (CB) ? utilizada, geralmente como uma membrana tempor?ria, na substitui??o de pele lesionada, em feridas, queimaduras, ulcera??es ou como enxerto. Modifica??es em sua superf?cie podem determinar respostas no funcionamento celular dos tecidos adjacentes, influenciando sua biocompatibilidade. Este estudo apresenta a primeira avalia??o da influ?ncia de nanopart?culas de celulose bacteriana e de membranas de celulose bacteriana com superf?cie modificada por plasma (CBP) no comportamento e genotoxicidade celular. Inicialmente, a prolifera??o celular foi avaliada com o teste MTT e danos ao DNA foram avaliados utilizando-se os testes Cometa e Kado, sob a influencia das concentra??es de 0,1; 0,5 e 1,0 mg/ml de nanofibras de CB em contato com fibroblastos 3T3 e c?lulas CHO-K1. Os resultados obtidos nessas an?lises revelaram que a prolifera??o celular, para os dois tipos de c?lulas, foi cerca de 15-20% menor na presen?a de NFs, ap?s 72h de cultivo celular, independentemente da concentra??o utilizada, estas tamb?m n?o promoveram dano significativo ao DNA. Em um segundo trabalho, membranas de celulose bacteriana foram submetidas ao plasma em atmosfera contendo 70%N2 e 30% de O2. Posteriormente foram caracterizadas por MEV e AFM e submetidas aos ensaios cometa, micron?cleo, de ades?o e prolifera??o celular. Os resultados revelaram que o plasma modificou a superf?cie da CBP produzindo uma rugosidade de aproximadamente 70? 5,1 nm. Na CBP, as c?lulas tornaram-se mais alongadas com prolifera??o maior, provavelmente, influenciadas pelo aumento da rugosidade da superf?cie. A nova superf?cie gerada tamb?m n?o foi xii genot?xica. Face ao exposto, este estudo gerou um novo biomaterial que pode ser testado in vivo com futuro potencial para implante artificial