Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_ClaudeneteVieira_M.pdf: 5685507 bytes, checksum: 57585e6d19469dc1898123b62c967679 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os cimentos ósseos a base de fosfato de cálcio são materiais cerâmicos que apresentam biocompatibilidade devido a sua composição química semelhante à dos ossos, e bioatividade, promovendo a osteocondução. Com essas características, é possível a utilização desses materiais como implantes ósseos ou como preenchimento. Os cimentos de fosfato de cálcio são materiais constituídos por um pó e um líquido, que, ao serem misturados formam uma pasta que endurece espontaneamente à temperatura ambiente ou corpórea como resultado da precipitação de um ou vários fosfatos de cálcio. O pó pode ser composto por um ou vários fosfatos de cálcio, outros sais de cálcio e aditivos orgânicos. O líquido pode ser água ou soluções aquosas de compostos de cálcio ou fosfato. A proposta desse trabalho foi estudar a síntese de monólitos de fosfatos de cálcio baseado no sistema ß-Fosfato Tricálcio/Ácido Fosfórico (ß-TCP/H3PO4), que produz hidrogeno fosfato de cálcio dihidratado (DCPD), um cimento de fosfato de cálcio que possui como principal vantagem baixo custo e a desvantagem de possuir pH ácido, podendo causar necrose em tecidos. Para contornar esse problema, o DCPD foi convertido em apatita pela hidrólise em solução alcalina. O estudo envolveu a síntese do ß-TCP, a preparação do cimento, caracterizações físicas e químicas e o estudo do cimento em Fluido Corpóreo Simulado (FCS), solução que simula o plasma sanguíneo humano, para avaliar seu comportamento in vitro / Abstract: Calcium phosphate bone cements are ceramics materials that present biocompatibility because of their chemical composition similar to the human bone, and bioactivity, promoting osteocunduction. Due to these characteristics, it is possible the use of these materials as bone implants. Calcium phosphate cements are composed of a powder and liquid phases, which, when mixed form a paste that hardens spontaneously as result of the precipitation of one or more calcium phosphates. The powder may be composed of one or some calcium phosphates, others salts and organics additives. The liquid may be water or calcium phosphates aqueous solutions. The purpose of this work is the synthesis of calcium phosphate monoliths based on ß-tricalcium phosphate/ortho-phosphoric acid (ß-TCP, Ca3(PO4)2/H3PO4), that produce dicalcium phosphate dehydrate (DCPD, CaHPO4.2H2O) as phase precipitated as a result of the setting reaction. DCPD is inexpensive, but is quite soluble and has an acidic hydrolysis, which may cause necrosis in vivo. To resolve this problem, DCPD was converted in apatite phase by hydrolysis in NaOH aqueous solution. This study included ß-TCP synthesis, cement preparation, chemical and physical characterizations and the study of the cement in Simulated Body Fluid (SBF), with ion concentrations nearly equal to those of human blood plasma, to evaluate the in vitro behavior / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Maria Clara Filippini Ierardi, André Luiz Jardini Munhoz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:48:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zavaglia_FelipedeCarvalho_M.pdf: 14473856 bytes, checksum: 25fac84e52ec20bec15f8b33d830a26a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os biomateriais vêm sendo desenvolvidos e utilizados há muito tempo, e, uma questão relevante a se observar, é a conformação destes materiais para a confecção de produtos. Um novo conceito surge com a prototipagem rápida. Como os componentes do organismo humano são únicos e distintos, as tecnologias modernas de prototipagem rápida e personalização de implantes se destacam em importância. O uso de prototipagem rápida está relacionado normalmente à produção indireta de próteses e outras soluções médicas; no entanto, estudos recentes tem sido feitos com o objetivo de se utilizar as técnicas de prototipagem rápida diretamente com os biomateriais. O objetivo do presente pesquisa foi sintetizar e caracterizar a biocerâmica de beta fosfato tricálcico (ß-TCP) para aplicações em três tipos de casos de implantes. O procedimento experimental constou da síntese do ß-TCP e caracterização através de microscopia eletrônica de varredura, avaliação da distribuição granulométrica, espectroscopia de fluorescência de raios X e difração de raios X. Foram preparados, com essa biocerâmica, implantes de formatos simples (como pequenos discos), através da conformação por prensagem uniaxial e sinterização. A preparação dos grânulos de ß-TCP e ligantes foi feita de duas maneiras: manualmente e através de equipamento spray dryer. Após essa preparação dos grânulos foi realizada a prototipagem rápida, com sucesso, de pequenos corpos de prova em equipamento 3D Printer. O ß-TCP sinterizado também foi utilizado, através da técnica PVD (deposição física a vapor) para revestir implantes macro porosos de titânio metálico, obtidos por outro equipamento de prototipagem rápida (sinterização de metais direta a laser). Os resultados obtidos neste trabalho foram satisfatórios, demonstrando que as técnicas desenvolvidas de utilização do ß-TCP pode levar a obtenção de implantes úteis no tratamento de pessoas com problemas de pequenos defeitos ósseos / Abstract: Biomaterials have been developed and used for a long time, and a relevant question is about conformation of these materials for products confectioning. A new concept arises with rapid prototyping. Due to the components of human organism being single and distinct, modern techniques of rapid prototyping and implants personalization stand highly. The use of Rapid prototyping is usually related to indirect production of prosthesis and other medical solutions, however, recent studies have been done with the goal to use rapid prototyping techniques directly with biomaterials. The present research goal was to synthesize and characterize beta tricalcium phosphate (ß-TCP) for application in three types of implants. The experimental procedure consisted in the synthesis of ß-TCP and its characterization by scanning electronic microscopy, granulometric distribution evaluating, x-ray fluorescence spectroscopy and X-ray diffraction. Simple structures were prepared with this bioceramic by axial pressing and sintering. The preparation of ß-TCP granules with binder was done in two ways: manually and by spray drying equipment. After granules preparation, rapid prototyping was performed with success of small specimens with a Zcorp 3D Printer equipment. The sintered ß-TCP was also used for coating macro porous metallic titanium implants obtained by other rapid prototyping equipment, (direct metal laser sintering) using PVD technique (physical vapor deposition). The present results were satisfactory, showing that the techniques developed for ß-TCP can lead to useful implants for small bone defects / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T10:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_HugoAnaniasInacio_M.pdf: 2818479 bytes, checksum: da321661ca9b0a8e7a14c33315a67151 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os cimentos ósseos à base de fosfato de cálcio são biomateriais cerâmicos biorreabsorvíveis utilizados na substituição e no reparo de tecido ósseo danificado. Apresentam uma série de atrativos, como excelente biocompatibilidade e capacidade de serem moldados em cavidades pequenas e complexas. Porém, sua aplicação é restringida pela sua baixa resistência mecânica e sua cinética da reação lenta. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver cimentos de fosfato de cálcio, baseado no sistema do alfa-fosfato tricálcico, com melhores propriedades mecânicas e cinética da reação acelerada. Para isso, obteve-se o pó de alfa-fosfato tricálcico a partir de reagentes sintetizados em laboratório a fim de se obter pureza elevada; utilizou-se hidrogeno fosfato de sódio, ácido cítrico e ácido tânico como aditivos na solução de pega a fim de melhorar suas propriedades. O método de obtenção dos reagentes mostrou-se eficaz, obtendo-se pó de alfa-fosfato tricálcico com pureza elevada. Todas as combinações de aditivos utilizadas aceleraram a cinética da reação e aumentaram a resistência mecânica do cimento de fosfato de cálcio, obtendo-se valores superiores aos reportados na literatura / Abstract: The calcium phosphate bone cements are resorbable bioceramics used for replacement and repair of damaged bone tissue. Such material has many benefits, such as excellent biocompatibility and ability to be molded into complex and small cavities. However, its application is restricted by their low mechanical strength and slow reaction kinetics. The main objective of this study was to develop calcium phosphate bone cements, based on alpha-tricalcium phosphate system, with better mechanical properties and faster reaction kinetics. Hence, the powder of alpha-tricalcium phosphate was obtained from reagents synthesized in the laboratory to get high purity powder; disodium hydrogen phosphate, citric acid and tannic acid are used as additive on setting liquid to improve the cement properties. The method to obtain the reagents was effective, resulting in a powder of alpha-tricalcium phosphate with high purity. All combinations of additives accelerated the reaction kinetics and increased the mechanical strength of the calcium phosphate cement, resulting in higher values than those reported in the literature / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica