Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-19T11:42:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Natércia Antunes Gonçalves.pdf: 4208190 bytes, checksum: b60c1953389fb9ccc50987db955906d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-19T11:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Natércia Antunes Gonçalves.pdf: 4208190 bytes, checksum: b60c1953389fb9ccc50987db955906d5 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / FACEPE / O poli(ε-caprolactona) (PCL) é um poliéster biocompatível, biodegradável e semicristalino utilizado na confecção de artefatos médico-farmacêuticos, especialmente como suporte para cultivo de células e tecidos. Por outro lado, sua hidrofobicidade e baixas taxas de hidrólise in vivo impedem a expansão do uso destes polímeros em aplicações biológicas. Nesta pesquisa, empregamos três estratégias na tentativa de aumentar a taxa de hidrólise da PCL: a) preparação do material em morfologia fibrilar, para aumentar a superfície de contato com o meio; b) irradiação com raios gama, para induzir dano molecular e acelerar a hidrólise; e c) blenda com o polímero hidrofílico e lixiviável poli(óxido de etileno) (PEO), para aumentar a molhabilidade e permitir maior percolação da água. Tapetes de PCL, apresentando nanofibras com diâmetros menores que 100nm e de microfibras com diâmetros entre 1,9 e 7,5μm da blenda PCL/PEO 10% m/m foram preparados pela técnica de eletrofiação, irradiados com raios gama em doses de 25 e 50kGy e submetidos à hidrólise por submersão em tampão fosfato salino (PBS) pH 7,4 a 37 0C. Para comparação, filmes de PCL e da blenda de PCL/PEO foram confeccionados por derrame em solução (film casting) e submetidos ao mesmo tratamento. Nada se pode afirmar sobre as mudanças de Massa Molar Viscosimétrica Média (Mv) em filmes de PCL irradiados, pois não foi possível observar nem o efeito de cisão, nem reticulação da cadeia principal. A irradiação gama não influenciou nas propriedades térmicas dos filmes de PCL e os cálculos de energia de ativação para reações de decomposição térmica evidenciaram que filmes de PCL têm boa estabilidade térmica. Ensaios espectrométricos no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e difratométricos de raios X dos filmes de PCL não foi possível observar mudanças significativas de estrutura molecular ou cristalinidade com a irradiação gama. As estratégias adotadas para melhorar a degradação hidrolítica do PCL funcionaram. Blendas de PCL/PEO (10% m/m) apresentaram taxa de degradação hidrolítica maiores do que as amostras de PCL, tanto na forma de tapetes microfibrilares eletrofiados como na forma de filmes espessos. Sendo a primeira com taxa de degradação mais acentuada. A irradiação gama exerce influência significativa na degradação hidrolítica apenas em blendas PCL/PEO na forma de filmes. A degradação hidrolítica dos filmes de PCL se mostrou muito lenta, não sendo possível observar diferenças significativas entre amostras irradiadas e não irradiadas. / Poly (ε-caprolactone) (PCL) is a biocompatible, biodegradable, semicrystalline polyester used in medical-pharmaceutical devices, specially as scaffolds in cell and tissue culture. Nevertheless, its hydrophobicity and low in vivo hydrolysis rates are obstacles to the expansion of its use in biological applications. In this work, we designed three strategies to address PCL hydrophobicity issues: a)prepare electrospun fibers to enhace contact surface with aqueous media; b)irradiation with gamma rays to induce molecular damage and increase hydrolysis rate; and c) blending with the hydrophilic, leacheble polymer poly(ethylene oxide) (PEO), in order to increase wettability and allow larger water percolation rates. Mats of PCL electrospun nanofiber with less than 100nm in diameter; and of electrospun PCL/PEO (10%wt) blend microfibers presenting diameters in the range of 1.9 - 7.5 μm were irradiated with gamma rays in 25 and 50 kGy dose and submitted to in vitro hydrolysis in phosphatebuffered saline (PBS) solution, pH 7,4 at 37 0C. PCL and PCL/PEO (10%wt) films were also prepared by film casting and treated in the same way, for comparison. Nothing can be said about mass changes Viscosity Average Molar Mass (Mv) in irradiated PCL films because it was not possible to observe nor the effect of spin-off, or crosslinking of the backbone. Good thermal stability was also evidenced by calculations of activation energy for thermal degradation of PCL. Fourier Transform Infrared espectrometry and X-ray difractometry data did not evidence significant changes in molecular structure or crystallitiny of PCL after irradiation. Strategies to improve PCL in vitro hydrolysis degradation rate were successful. Blends of PCL/PEO (10% wt) presented higher hydrolysis rates than PCL samples, either in mat fibers or film forms. Hydrolysis degradation of PCL films was very slow, and no differences between non irradiated or irradiated samples were observed.

Orientadora: Profa. Dra. Sônia Maria Malmonge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2014.

Objetivos: o presente estudo teve como objetivo determinar a aplicabilidade e eficácia adesiva de diferentes monômeros ácidos quando aplicados em formulações de cimentos resinosos autoadesivos experimentais sob o grau de conversão, propriedades físico-químicas e resistência de união à dentina e à zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítrea (Y-TZP), após um período de 3 meses de armazenamento em água. Material: dois tipos de cimentos do tipo pasta-pasta foram formulados contendo monômeros convencionais UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA e monômeros ácidos 2MP e GDMAP como matriz orgânica. Um grupo contendo apenas monômeros convencionais foi formulado como grupo controle. Os componentes canforoquinona/EDMAB e peróxido de benzoíla/DHPT foram empregados como sistema de ativação dual. O sal sódico do ácido benzenosulfônico 98% (BAS) foi incorporado nos grupos experimentais. Partículas de carga foram incorporadas na proporção ±55% em peso final. Método: A técnica de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) foi empregada para análise do grau de conversão (n=3) imediato e após 24 h. A avaliação do pH (n=3) foi feita através do emprego de um equipamento medidor de pH. Os corpos de provas foram imersos em água destilada e o pH foi analisado de forma imediata e após 5 min, 24 h e 48 h. Os testes de sorção e solubilidade (n=6) e espessura de película (n=5) seguiram as recomendações da ISO 4049. A análise de resistência de união (n=12) foi realizada em dentina e Y-TZP, através do teste de cisalhamento em área reduzida após um protocolo de envelhecimento em água destilada por 3 meses. No caso da Y-TZP, metade dos espécimes receberam um tratamento superficial cojet (30 ?m), associado a aplicação de um agente de união silano. O padrão de fratura foi analisado com o auxílio de um estereomicroscópio. Resultados: O grupo controle (91,7%) e o grupo formulado com 2MP (92%) apresentaram superiores valores de grau de conversão em relação ao grupo GDMAP (77,7%). O pH dos grupos experimentais 2MP e GDMAP se apresentou mais ácido após 48 h em comparação ao grupo controle. Em contrapartida, esses grupos experimentais apresentaram uma maior sorção e solubilidade em relação ao grupo controle. A espessura da película formada foi semelhante em todos os grupos testados (p=0,266). Em dentina o grupo controle (27,0 MPa) e GDMAP (24,1 MPa) não apresentaram diferença estatística após 3 meses de estocagem. O grupo 2MP (13,7 MPa) apresentou resultados inferiores aos demais grupos. O tratamento de superfície empregado não foi capaz de manter ou de elevar os valores de resistência de união à Y-TZP após o período de envelhecimento em água. Todos os grupos experimentais apresentaram falhas precoces ou baixos valores de resistência de união após 3 meses, independente da presença ou não do tratamento de superfície. Conclusão: os grupos experimentais 2MP e GDMAP apresentaram resultados promissores. Entretanto, a adesão dos CRAs experimentais testados em Y-TZP ainda se apresenta frágil e instável. / Objectives: the purpose of this study was to evaluate the applicability and adhesive efficiency of different acid monomers utilized in formulations of experimental self-adhesive resin cement under degree of conversion, physico-chemical properties and bond strength to dentin and Y-TZP after 3 months aging period. Materials: two paste-paste luting agents were formulated containing UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA and acid adhesive monomers 2MP and GDMAP as organic matrix. The control group was formulated containing only conventional monomers. Camphoroquinone/EDMAB and benzoyl peroxide/DHPT were used as dual activation system. BAS salt was incorporated into the experimental groups. Filler particles were added in a proportion of ±55% final weight. Method: Infrared spectroscopy technique (FTIR) was employed for degree of conversion analysis (n=3) immediately and after 24 hours. The pH assessment (n=3) was made using a pH meter. All the specimens were immersed in distilled water and pH assessment was performed immediately and after 5 min, 24 h and 48 h. Tests for sorption and solubility (n=6) and thickness (n=6) were carried out according to ISO 4049 recommendations. Bond strength analysis (n=12) was performed in dentin and Y-TZP through microshear after an aging 3 months protocol in distilled water. Regarding Y-TZP, half of the specimens were submitted to a cojet surface treatment (30 ?m) in association to silane bonding agent application. Fracture toughness standard was evaluated with the assistance of a stereomicroscope. Results: The control (91,7%) and 2MP (92%) groups presented higher degree of conversion than GDMAP group (77,7%). The 2MP and GDMAP experimental groups showed the highest pH compared to control group. In contrast, experimental groups showed a high hydrolytic degradation. The thickness of the formed film was similar among all the tested groups (p=0,266). Regarding the dentin, control and GDMAP groups had statistically similar bond strength (27,0 and 24,1 MPa respectively) after 3 months storage. While 2MP group (13,7 MPa) showed lower results compared the other groups. The surface treatment employed was not capable to maintain or elevate bond strength to Y-TZP results after the aging period in water. All experimental groups showed low bond strength values and even early failures after 3 months, regardless the surface treatment or its abscence. Conclusion: the experimental groups 2MP and GDMAP presented promising results. However, chemical adhesion to Y-TZP still remains weak and instable.

Objetivos: o presente estudo teve como objetivo determinar a aplicabilidade e eficácia adesiva de diferentes monômeros ácidos quando aplicados em formulações de cimentos resinosos autoadesivos experimentais sob o grau de conversão, propriedades físico-químicas e resistência de união à dentina e à zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítrea (Y-TZP), após um período de 3 meses de armazenamento em água. Material: dois tipos de cimentos do tipo pasta-pasta foram formulados contendo monômeros convencionais UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA e monômeros ácidos 2MP e GDMAP como matriz orgânica. Um grupo contendo apenas monômeros convencionais foi formulado como grupo controle. Os componentes canforoquinona/EDMAB e peróxido de benzoíla/DHPT foram empregados como sistema de ativação dual. O sal sódico do ácido benzenosulfônico 98% (BAS) foi incorporado nos grupos experimentais. Partículas de carga foram incorporadas na proporção ±55% em peso final. Método: A técnica de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) foi empregada para análise do grau de conversão (n=3) imediato e após 24 h. A avaliação do pH (n=3) foi feita através do emprego de um equipamento medidor de pH. Os corpos de provas foram imersos em água destilada e o pH foi analisado de forma imediata e após 5 min, 24 h e 48 h. Os testes de sorção e solubilidade (n=6) e espessura de película (n=5) seguiram as recomendações da ISO 4049. A análise de resistência de união (n=12) foi realizada em dentina e Y-TZP, através do teste de cisalhamento em área reduzida após um protocolo de envelhecimento em água destilada por 3 meses. No caso da Y-TZP, metade dos espécimes receberam um tratamento superficial cojet (30 ?m), associado a aplicação de um agente de união silano. O padrão de fratura foi analisado com o auxílio de um estereomicroscópio. Resultados: O grupo controle (91,7%) e o grupo formulado com 2MP (92%) apresentaram superiores valores de grau de conversão em relação ao grupo GDMAP (77,7%). O pH dos grupos experimentais 2MP e GDMAP se apresentou mais ácido após 48 h em comparação ao grupo controle. Em contrapartida, esses grupos experimentais apresentaram uma maior sorção e solubilidade em relação ao grupo controle. A espessura da película formada foi semelhante em todos os grupos testados (p=0,266). Em dentina o grupo controle (27,0 MPa) e GDMAP (24,1 MPa) não apresentaram diferença estatística após 3 meses de estocagem. O grupo 2MP (13,7 MPa) apresentou resultados inferiores aos demais grupos. O tratamento de superfície empregado não foi capaz de manter ou de elevar os valores de resistência de união à Y-TZP após o período de envelhecimento em água. Todos os grupos experimentais apresentaram falhas precoces ou baixos valores de resistência de união após 3 meses, independente da presença ou não do tratamento de superfície. Conclusão: os grupos experimentais 2MP e GDMAP apresentaram resultados promissores. Entretanto, a adesão dos CRAs experimentais testados em Y-TZP ainda se apresenta frágil e instável. / Objectives: the purpose of this study was to evaluate the applicability and adhesive efficiency of different acid monomers utilized in formulations of experimental self-adhesive resin cement under degree of conversion, physico-chemical properties and bond strength to dentin and Y-TZP after 3 months aging period. Materials: two paste-paste luting agents were formulated containing UDMA, HEMA, BISGMA, TEGDMA and acid adhesive monomers 2MP and GDMAP as organic matrix. The control group was formulated containing only conventional monomers. Camphoroquinone/EDMAB and benzoyl peroxide/DHPT were used as dual activation system. BAS salt was incorporated into the experimental groups. Filler particles were added in a proportion of ±55% final weight. Method: Infrared spectroscopy technique (FTIR) was employed for degree of conversion analysis (n=3) immediately and after 24 hours. The pH assessment (n=3) was made using a pH meter. All the specimens were immersed in distilled water and pH assessment was performed immediately and after 5 min, 24 h and 48 h. Tests for sorption and solubility (n=6) and thickness (n=6) were carried out according to ISO 4049 recommendations. Bond strength analysis (n=12) was performed in dentin and Y-TZP through microshear after an aging 3 months protocol in distilled water. Regarding Y-TZP, half of the specimens were submitted to a cojet surface treatment (30 ?m) in association to silane bonding agent application. Fracture toughness standard was evaluated with the assistance of a stereomicroscope. Results: The control (91,7%) and 2MP (92%) groups presented higher degree of conversion than GDMAP group (77,7%). The 2MP and GDMAP experimental groups showed the highest pH compared to control group. In contrast, experimental groups showed a high hydrolytic degradation. The thickness of the formed film was similar among all the tested groups (p=0,266). Regarding the dentin, control and GDMAP groups had statistically similar bond strength (27,0 and 24,1 MPa respectively) after 3 months storage. While 2MP group (13,7 MPa) showed lower results compared the other groups. The surface treatment employed was not capable to maintain or elevate bond strength to Y-TZP results after the aging period in water. All experimental groups showed low bond strength values and even early failures after 3 months, regardless the surface treatment or its abscence. Conclusion: the experimental groups 2MP and GDMAP presented promising results. However, chemical adhesion to Y-TZP still remains weak and instable.