A associação entre DNA de cadeia de longa e partículas catiônicas foi caracterizada por determinações de tamanho (espalhamento de luz dinâmico), análise de potencial-zeta, turbidimetria, estabilidade coloidal, microscopia de força atômica (AFM) e determinação de citotoxicidade dos arranjos contra a bactéria E. coli a partir da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). Partículas de poliestireno sulfato (PSS) de diversos tamanhos foram recobertas por uma bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e entituladas partículas biomiméticas catiônicas PSS/DODAB. Estas são altamente organizadas, catiônicas e monodispersas. Em seguida, por adição de λ, T5 ou T2-DNA, os arranjos supramoleculares PSS/DODAB/DNA foram obtidos e caracterizados em função da concentração de DNA e tamanho de partícula (80-700 nm). Em baixas concentrações de DNA, foram obtidos arranjos catiônicos PSS/DODAB/DNA de boa estabilidade coloidal, polidispersidade moderada e alta citotoxicidade contra E. coli. A partir da concentração de DNA correspondente à neutralização de cargas, foram obtidos arranjos neutros ou aniônicos de baixa estabilidade coloidal, alta polidispersidade e citotoxicidade moderada. Arranjos similares a nucleossomos foram visualizados por AFM para alguns arranjos na situação de neutralização de cargas (potencial-zeta igual a zero). Estão em perspectiva experimentos com DNA plasmidial que poderão revelar o papel do tamanho de partícula, carga e polidispersidade sobre a transfecção de genes em sistemas de células-modelo / The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, colloid stability, atomic force microscopy (AFM) and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities (CFU) counting. Firstly, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding λ, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zetapotential equal to zero). In perspective are experiments with plasmid DNA which will possibly reveal the role of particle charge, size and polydispersity for PSS/DODAB/DNA mediated gene transfection

Submitted by Fabiano Malheiro (fabianomalheiro22@hotmail.com) on 2019-02-01T12:26:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Revestimentos biomiméticos para superfícies de titânio em aplicações biomédicas.pdf: 8421154 bytes, checksum: 3579eb98998151e0dbd81f5e4fb61cec (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-01T12:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Revestimentos biomiméticos para superfícies de titânio em aplicações biomédicas.pdf: 8421154 bytes, checksum: 3579eb98998151e0dbd81f5e4fb61cec (MD5) Previous issue date: 2017-08-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / A osteointegração produto de próteses ósseas de titânio, continua sendo um ponto crítico e problemático recorrente no processo de reabilitação. Esforços para aperfeiçoar a resposta na interface "superfície-célula" dos implanto-materiais, têm sido direcionados para melhorar as propriedades físico-químicas das superfícies e induzir a adesão, proliferação, diferenciação ou apoptose celular. Revestimentos biomiméticos com superfícies sensíveis em titânio representam alternativas com resultados promissores para a resposta celular promovendo a formação de uma conexão funcional entre a superfície do material e o tecido ósseo. Para abordar esse tema foram realizados uma revisão sistemática relacionado ao tema e um estudo laboratorial para determinar as características de revestimentos de superfície biomiméticas (biomoléculas) em titânio e respostas celulares em relação à. No primeiro artigo foi realizada uma revisão sistemática para to avaliar a resposta celular produzida pelo tratamento de superfícies de titânio mediante o uso da técnica de polarização catódica.Treze estudos foram cumpriram com os critérios de inclusão e foram incluídos na revisão. Os resultados in vitro e in vivo relataram que o uso de polarização catódica promoveu superfícies com hidride e deposição efetiva e adesão das biomoléculas revestidas. O método eletroquímico, promoveu maior ou comparável viabilidade celular, proliferação, adesão, diferenciação ou crescimento ósseo. Para os artigos 2 e 3, foram desenvolvidos revestimentos de superfícies biomiméticas pelas técnicas de sol-gel dip-coating e polarização eletroquímica com diferentes configurações de superfícies estimulo responsivas multicamada e combinação de biomoléculas em titânio. O desenvolvimento das superfícies foi realizado e as amostras foram caracterizadas mediante microscopia de Força Atômica, Análise de Raios X de Energia Dispersa e citotoxicidade. A análise estatística foi descritiva e analítica (Stata 11.0). Os resultados foram submetidos a análise de variância ANOVA e/ou teste de Kruskall Wallis com nível de significância de 5% (p ≤ 0.05). No artigo 2, os resultados demonstraram que o grupo de superfícies modificadas com TiO2: Li+ (15%): Zr (15%)/PEG mediante o método sol-gel dip coating, promoveu maior crescimento celular (p>0,05) comparado ao resto dos grupos experimentais. No artigo 3, os resultados demonstraram que o grupo de superfícies modificadas com Indium tin oxide (In2O5Sn) mediante o método sol-gel dip coating, promoveu alto crescimento celular comparável estatisticamente ao grupo controle (p>0,05) e que o grupo que usou a técnica de polarização catódica promoveu crescimento celular. A polarização catódica promove alta viabilidade celular. In vitro, a técnica sol-gel e de polarização eletroquímica modificaram as superfícies de titânio. Entre as biomoléculas ativas, In2O5Sn e TiO2: Li+(15%):Zr(15%)/PEG aumentaram a viabilidade celular. / Osseointegration product of titanium bone prostheses continues to be a recurring and problematic point in the rehabilitation process. Efforts to improve the response in the interface "surface-cell" of implant-materials have been address to enhance physicochemical properties of the surfaces and induce cellular adhesion, proliferation, differentiation or apoptosis. Biomimetic coatings with titanium sensitive surfaces represent alternatives with promising results for the cellular response to osseointegration and can stimulate positive biological responses, promoting the formation of a functional connection between the surface of the material and the bone tissue, producing sufficient stimuli in the vascularization for the performance of tissue metabolic changes. To address this theme, a systematic review on the subject and a laboratory study were carried out to determine the characteristics of titanium biomimetic surface coatings (biomolecules) and the cellular responses. In the first article, a systematic review was carried out to evaluate the cellular response produced by the treatment of titanium surfaces using the cathodic polarization technique. Thirteen studies accomplished the inclusion criteria and were included in the review. In vitro and in vivo results reported that the use of cathodic polarization promoted surfaces with hydride and effective deposition and adhesion of the coated biomolecules. The electrochemical method promoted higher or comparable cellular viability, proliferation, adhesion, differentiation or bone growth than the group’s control. For articles 2 and 3, biomimetic surface coatings were developed by integrated dipcoating sol-gel techniques and electrochemical polarization with different configurations of multilayer responsive stimulus surfaces and combination of biomolecules in titanium. Surface development was performed and Atomic Force Microscopy, Dispersed Energy X-ray Analysis and cytotoxicity, characterized the samples. The statistical analysis was descriptive and analytical (Stata 11.0). The results were submitted to the analysis of variance ANOVA and/or Kruskal Wallis test to determine possible differences between the groups with a significance level of 5% (p ≤ 0.05). In article 2, the results showed that the group of modified surfaces with TiO2: Li + (15%): Zr (15%)/ PEG by the sol-gel dipcoating method, promoted higher cell growth (p> 0.05) than the rest of the experimental groups. In article 3, the results showed that the group of surfaces modified with Indium tin oxide (In2O5Sn) by the solgel dip coating method promoted high cell growth statistically comparable to the control group (p> 0.05) and the group that used the cathodic polarization technique promoted cell growth. Cathodic polarization promotes high cell viability and bone growth. In vitro, the sol-gel dip coating technique and electrochemical polarization modified titanium surfaces. Among the active biomolecules, In2O5Sn and TiO2: Li+ (15%): Zr (15%) / PEG increased cell viability.

A associação entre DNA de cadeia de longa e partículas catiônicas foi caracterizada por determinações de tamanho (espalhamento de luz dinâmico), análise de potencial-zeta, turbidimetria, estabilidade coloidal, microscopia de força atômica (AFM) e determinação de citotoxicidade dos arranjos contra a bactéria E. coli a partir da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). Partículas de poliestireno sulfato (PSS) de diversos tamanhos foram recobertas por uma bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e entituladas partículas biomiméticas catiônicas PSS/DODAB. Estas são altamente organizadas, catiônicas e monodispersas. Em seguida, por adição de λ, T5 ou T2-DNA, os arranjos supramoleculares PSS/DODAB/DNA foram obtidos e caracterizados em função da concentração de DNA e tamanho de partícula (80-700 nm). Em baixas concentrações de DNA, foram obtidos arranjos catiônicos PSS/DODAB/DNA de boa estabilidade coloidal, polidispersidade moderada e alta citotoxicidade contra E. coli. A partir da concentração de DNA correspondente à neutralização de cargas, foram obtidos arranjos neutros ou aniônicos de baixa estabilidade coloidal, alta polidispersidade e citotoxicidade moderada. Arranjos similares a nucleossomos foram visualizados por AFM para alguns arranjos na situação de neutralização de cargas (potencial-zeta igual a zero). Estão em perspectiva experimentos com DNA plasmidial que poderão revelar o papel do tamanho de partícula, carga e polidispersidade sobre a transfecção de genes em sistemas de células-modelo / The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, colloid stability, atomic force microscopy (AFM) and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities (CFU) counting. Firstly, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding λ, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zetapotential equal to zero). In perspective are experiments with plasmid DNA which will possibly reveal the role of particle charge, size and polydispersity for PSS/DODAB/DNA mediated gene transfection