A técnica de levantamento de seio maxilar (LSM) visa aumentar a altura óssea junto à superfície sinusal de maxila posterior atrófica utilizando diferentes materiais de preenchimento, para possibilitar a instalação de implantes dentários. Esses materiais de preenchimento podem variar quanto à origem e às propriedades físicoquímicas, resultando em diferentes respostas biológicas. O objetivo do atual trabalho foi avaliar a eficiência do Gen-Ox®inorg e GenPhos XP® na técnica de elevação do seio maxilar em comparação ao Bio-Oss®. Em 24 coelhos foi realizado o levantamento bilateral dos seios maxilares (SMs) utilizando 200 mm3 de material de preenchimento por seio, conforme os grupos experimentais Bio-Oss (6SMs/período), Gen-Ox (5SMs/período) e GenPhos (5SMs/período), e a janela óssea de acesso foi recoberta com uma membrana reabsorvível. Os animais de cada grupo foram eutanasiados aos 15, 30 e 60 dias e a região dos SMs foi coletada e fixada em formalina a 10% tamponada. As peças foram submetidas à análise microtomográfica para determinação do volume total do SM elevado e em seguida ao processamento histológico, sendo cortes coronais dos SMs obtidos e avaliados morfometricamente pelo método de volumetria de pontos. Todos os três materiais apresentaram excelente biocompatibilidade e promoveram a manutenção do volume do seio preenchido ao longo do tempo, sendo em média de 214,1 mm3. Em todos os grupos a formação óssea ocorreu em íntimo contato com as partículas de material. Ao término de 60 dias, o tecido ósseo formado mostrava-se maduro e preenchia parcialmente os espaços entre as partículas. A forma e tamanho das partículas de Gen-Ox gerou maior espaço entre as partículas que pode ter levado a formação de maior volume de tecido ósseo e de tecido conjuntivo (53,0 ± 10,1 mm3 e 74,1 ± 21,5 mm3) comparado ao Bio-Oss (43,7 ± 11,6 mm3 e 61,2 ± 23,3 mm3) e GenPhos (47,5 ± 10,4 mm3 e 58,5 ± 25,7 mm3). Baseado na estabilidade do volume sinusal elevado, na capacidade osteocondutora e na formação e maturidade óssea ao longo do tempo promovidos pelo Gen-Ox®inorg e GenPhos®, comparável ao do Bio-Oss®, conclui-se que esses dois biomateriais significam uma alternativa segura na técnica de LSM. / Maxillary sinus augmentation (MSA) for implant placement using bone graft or bone substitutes is a common procedure to increase the bone volume in the atrophic posterior part of the maxilla. Various bone substitutes have been used in sinus floor elevation procedures. Nonetheless, the biological performance of bone substitutes may vary according to origin, physical and chemical properties. The goal of this study was to evaluate the efficiency of both Gen-Ox®inorg and GenPhos XP® in maxillary sinus augmentation technique compared to Bio-Oss®. In 24 rabbits, it was conducted a bilateral lifting of the maxillary sinuses (MSs) using 200 mm3 of filling material for sinus in accordance with the experimental groups Bio-Oss (6SMs/period), Gen-Ox (5MSs/period) and GenPhos (5MSs/period). The sinus access window was covered with a resorbable membrane. The animals of each group were euthanized at 15, 30 and 60 days and the MSs were collected and fixed in 10% buffered formalin. The samples were submitted to microtomographic analysis to calculate the MS augmentation volume. Histological coronal sections of MS augmentation were used for morphological analysis and determination of volume density of each structure by point counting volumetry method. All three materials had excellent biocompatibility and promoted maintenance of the MS augmentation volume over time, averaging 214.1 mm3. In all groups the bone formation occurred in close contact with the material particles. At the end of 60 days, the bone tissue formed was mature and it partially filled the spaces between the particles. The shape and size of Gen-Ox particles generated greater space between the particles that may have led to a higher formation of bone volume and connective tissue (53.0 ± 10.1 mm3 and 74.1 ± 21.5 mm3) than Bio-Oss (43.7 ± 11.6 mm3 and 61.2 ± 23.3 mm3) and GenPhos (47.5 ± 10.4 mm3 and 58.5 ± 25.7 mm3). Based on the stability of the MS volume, the osteoconductive capacity and the bone formation and maturation over time promoted by Gen-Ox®inorg and GenPhos®, and comparable to Bio-Oss®, it is concluded that these two biomaterials may be a safe alternative in MSA technique.

O objetivo desse estudo foi avaliar a adaptação interna e marginal de coroas de dissilicato de lítio obtida por duas técnicas disponíveis pelo sistema CAD/CAM, o escaneamento direto e indireto. As análises foram realizadas por meio do microtomógrafo computadorizado (&microCT), microscópio confocal a laser (CL) e técnica da replica (TR), em dois momentos: antes e após a cristalização do material. O dente 14 de manequim foi preparado e duplicado em silicone, obtendo 20 réplicas em resina de poliuretano. Para a formação do Grupo 1 (IND/n=08), o manequim foi moldado com moldeira de estoque e silicone de adição com técnica de moldagem simultânea e modelagem com gesso pedra tipo III e IV, totalizando oito modelos em gesso. Os modelos foram escaneados com escâner indireto. Foram fresadas oito coroas de dissilicato de lítio. Para formação do Grupo 2 (DIR/n=08), o manequim foi escaneado com escâner direto. Oito imagens foram obtidas e enviadas ao laboratório pelo programa do sistema. Da mesma forma, foram fresadas oito coroas de dissilicato de lítio. As leituras da adaptação marginal das coroas foram realizadas com as mesmas adaptadas sobre a respectiva réplica em poliuretano, no &microCT, CL, e TR. As leituras da adaptação interna foram realizadas no &microCT e TR. As análises foram realizadas antes e após a cristalização das coroas. Os dados que apresentaram distribuição normal foram analisados por ANOVA dois fatores e os dados que não apresentaram distribuição normal foram analisados por teste U de Mann-Whitey para comparação entre os Grupos e pelo teste de Wilcoxon para comparação antes e após a cristalização. Em relação à adaptação axial, foi verificada diferença significante apenas para os Tempos (p=0,017), com menores valores após a cristalização. Para a adaptação interna não foi observada diferença entre os Grupos (p>0,05) ou Tempos estudados (p>0,05). Para a adaptação marginal vertical houve diferença para o Grupo IND, com maiores valores após a cristalização independente da metodologia de análise (&microCT - p=0,001; confocal - p=0,038). Já a medida marginal horizontal apresentou resultados divergentes de acordo com a metodologia utilizada. No &microCT, IND foi maior que DIR (p=0,003) e antes maior que após a cristalização (p<0,001). No confocal, IND menor que DIR após a cristalização (p=0,05), e para DIR, antes menor que após a cristalização (p=0,005). No volume total e volume marginal do espaço para cimentação houve diferença significante apenas para o DIR, com maiores valores após a cristalização (volume total - p=0,025; volume marginal - p=0,002). Pelos resultados obtidos pode-se concluir que há contração do material após a cristalização, resultando em maior desadaptação comprovado pelo aumento do volume total do espaço de cimentação em consequência da dificuldade de assentamento da coroa de dissilicato de lítio. / The objective of this study was to evaluate the internal and marginal adaptation of lithium desilicated crowns obtained by two alternative techniques to the CAD / CAM system, direct and indirect scanning. The analyzes were carried out by computerized microtomograph, laser confocal microscope and replica technique, in two moments: before and after the crystallization of the material. The manikin tooth 14 was prepared for total crown. Then it was duplicated, in silicone, and there were obtained 16 replicas in polyurethane resin. Two groups were formed from the impression of the manikin through the direct and indirect scanning, For the Group 1 (IND/n = 08), the manikin was molded with stock tray, with addition silicone, by the simultaneous molding technique and modeling performed with gypsum stone type III and IV, totaling eight molds and plaster models. The models were sent to the laboratory for scanning on the scanner indirect. Dissilicate crowns were made of lithium milled. For the Group 2 (DIR/n = 08), the dummy was scanned by scanner directly. The eight images obtained were sent directly to the laboratory by the system program. Likewise, milled lithium dissilicate crowns were made. The marginal adaptation of the crowns was performed with the same ones on the respective polyurethane tooth, in the computerized microtomograph (&microCT), confocal laser microscope (CL) and through the replica technique (TR). Internal adaptation readings were performed using a &microCT and TR. The analyses were made before and after the crystallization of the crowns. The data showed normal distribution were analyzed by two factors ANOVA and the data did not show normal distribution were analyzed for U Mann-Whitney test for comparison among groups and by the Wilcoxon test for comparison before and after the crystallization . In relation to the axial adaptation, significant difference was verified only for Times (p = 0.017), with lower values after crystallization. For the internal adaptation was not observed difference between groups (p > 0.05) or Times studied (p > 0.05). For the vertical marginal adaptation difference to the IND group, with higher values after the crystallization analysis methodology-independent (&microCT p = 0.001;-p = 0.038 confocal). Already the measure presented divergent results horizontal marginal according to the methodology used. In &microCT, IND was greater than DIR (p = 0.003) and greater than after the crystallization (p < 0.001). In confocal IND less than DIR after the crystallization (p = 0.05), and DIR, before less than after the crystallization (p = 0.005). In total volume and marginal volume of space for cementation significant difference only to the DIR, with higher values after the crystallization (total volume - p = 0.025; marginal volume - p = 0.002). The results obtained can be concluded that there is contraction of the material after the crystallization, resulting in higher leakage evidenced by the increase of the total volume of the cementing space as a result of the settling difficulty the dissilicate Crown.

Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina; 2015. Introdução: Diante de uma rotura traumática do manguito rotador, não há evidência direta que comprove que os reparos realizados precocemente são mais eficazes que aqueles realizados tardiamente. Para abordar essa questão, ensaios biomecânicos e de morfometria óssea foram realizados após roturas extensas do manguito rotador realizadas precocemente (lesões agudas) e tardiamente (lesões crônicas), mediante a utilização de um modelo experimental em ratos. Método: 30 ratos adultos da raça Wistar foram aleatoriamente divididos em três grupos (I, II e III) e submetidos à secção completa dos tendões do supraespinal e infraespinal nos ombros esquerdos. Após oito semanas, nos animais dos grupos I e II, os tendões rotos pertencentes aos ombros esquerdos foram cirurgicamente reparados, e os tendões equivalentes nos ombros direitos foram seccionados e imediatamente reparados. Quatro semanas após os reparos (para os ratos do grupo II) ou oito semanas após os reparos (para os ratos do grupo I), os animais foram submetidos à eutanásia. Os ratos do grupo III foram submetidos à eutanásia oito semanas após a cirurgia de secção tendínea sem que houvesse ocorrido o reparo dos tendões rotos. Os ombros direitos dos animais do grupo III permaneceram intactos e serviram como controles. Após a eutanásia, todos os ratos tiveram seus ombros dissecados e os espécimes foram encaminhados para a realização de testes biomecânicos e de microtomografia computadorizada. Resultados: Para todos os parâmetros biomecânicos analisados, foram encontradas interações significantes referentes aos fatores tempo de cicatrização e reparo, considerando os reparos precoces e tardios. Com relação ao tendão supraespinal para o período de oito semanas de cicatrização, a força máxima até a falha foi significantemente maior nos reparos precoces em comparação aos reparos tardios (31,81 ± 3,86N vs 19,36 ± 6,14N; p < 0,001), bem como a rigidez (17,22 ± 4,35N/mm vs 10,85 ± 4,25N/mm; p=0,034), a tensão máxima até a falha (4,49 ± 2,02N/mm2 vs 1,97 ± 0,61N/mm2; p < 0,001) e o módulo de elasticidade (13,72 ± 5,29N/mm2 vs 6,47 ± 2,42 N/mm2; p=0,033). Com relação ao tendão infraespinal com oito semanas de cicatrização, a força máxima até a falha foi significantemente maior nos reparos precoces em comparação aos reparos tardios (21,26 ± 3,94N vs 12,74 ± 2,87N; p=0,005), assim como a rigidez (12,86 ± 2,65N/mm vs 7,21 ± 3,30N/mm; p=0,014). O grupo com reparo tardio com oito semanas de cicatrização obteve resultados nos testes biomecânicos semelhantes aqueles obtidos nos testes do grupo com lesão sem reparo com oito semanas de cicatrização. A avaliação microtomográfica não apresentou diferenças significantes na microarquitetura óssea entre os reparos realizados precocemente e tardiamente. Conclusões: Os resultados desse estudo demonstram que as roturas extensas do manguito rotador reparadas precocemente produzem um tecido cicatricial na junção ósteo-tendínea com melhores propriedades biomecânicas que as roturas reparadas tardiamente. Porém, ao analisar a morfometria óssea da porção proximal do úmero, verificou-se que os efeitos são equivalentes, tanto para os reparos realizados tardiamente quanto para os reparos realizados precocemente / Introduction: In the event of a traumatic rotator cuff tear, there is no direct evidence that supports early over late surgical repair. To address this knowledge gap, biomechanical and bone morphometry outcomes were assessed following early (acute) and late (chronic) massive rotator cuff tear repairs in an experimental rat model. Methods: 30 adult Wistar rats were randomly divided into three groups (I, II and III), then subjected to combined supraspinatus and infraspinatus tendon tears of the left shoulder. Eight weeks following the injury, animals from groups I and II had the tendons of the injured shoulder surgically repaired. In addition, these animals were subjected to the same injury on the contralateral shoulder, which was immediately repaired. The rats were euthanized four weeks (group II) or eight weeks (group I) following the repairs. Group III was euthanized eight weeks following the injury, without surgical repair of the left shoulder, and the intact right shoulders of this group were used as controls. Tissues from all groups were harvested and subjected to biomechanical testing and bone morphometry analysis. Results: In all biomechanical parameters analyzed, a significant interaction was observed between healing and repair timing. For the supraspinatus tendon with eight weeks healing time, biomechanical properties were significant increased in the early repair group compared to the late repair group, including maximum load to failure (31,81 ± 3,86N vs 19,36 ± 6,14N; p < 0,001), stiffness (17,22 ± 4,35N/mm vs 10,85 ± 4,25N/mm; p=0,034), maximum stress to failure (4,49 ± 2,02N/mm2 vs 1,97 ± 0,61N/mm2; p < 0,001) and modulus of elasticity (13,72 ± 5,29N/mm2 vs 6,47 ± 2,42 N/mm2; p=0,033). For the infraspinatus tendon with eight weeks healing time, biomechanical properties were also significantly increased in the early repair group, including maximum load to failure (21,26 ± 3,94N vs 12,74 ± 2,87N; p=0,005) and stiffness (12,86 ± 2,65N/mm vs 7,21 ± 3,30N/mm; p=0,014). There were no significant differences between the late repair with eight weeks of healing time and the group without surgical repair for supraspinatus and infraspinatus tendons. Concerning bone morphometry of the humeral head, no significant differences were observed when comparing early and late repair groups. Conclusions: The results from this study indicate that early surgical repair of a massive rotator cuff tear leads to increased biomechanical properties of the tissue after healing. However, proximal humerus bone morphometry was unaffected by surgical repair timing

Orientador: Rafael Nobrega Stipp / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:55:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_ItaloSartoCarvalho_D.pdf: 947131 bytes, checksum: 718f334861a919e4b10e20f1d03bdfd3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O biofilme é uma população biológica com um elevado grau de organização, onde os microrganismos presentes formam uma comunidade estruturada, coordenada e funcional. O estudo do comportamento dos biofilmes é fundamental para melhorar as formas de controle, especialmente durante infecções, tais como as doenças periodontais. No primeiro capítulo, foram avaliados os efeitos da aplicação tópica e frequente do digluconato de clorexidina (CLX) em diferentes concentrações na periodontite induzida por ligadura nos primeiros molares de ratos. As ligaduras receberam 10 µl de soluções de CLX à 0,2%, 2%, 10%, 20% ou diluente, de quatro em quatro dias, em um total de quatro aplicações. Após eutanásia, a quantidade de células bacterianas no biofilme formado sobre a ligadura foi estimada por cultura e por PCR quantitativo. A reabsorção óssea foi mensurada em altura e área por fotografia digital e em volume por microtomógrafo. Depois de quatro dias a partir da última aplicação da CLX, as reduções bacterianas mantidas pelos tratamentos com CLX atingiram até 10-6. O grupo que recebeu CLX a 20% teve, em média, logs bacterianos 3,3× menor (p<0.01, Kruskal-Wallis). Não houve diferença estatística entre os grupos em relação à reabsorção óssea por ambos os métodos testados (p>0.05, Kruskal-Wallis), embora 55% dos sítios apresentaram menor reabsorção óssea. No segundo capítulo, foi avaliada a influência de diversas substâncias na formação de biofilme por Prevotella intermedia. Os biofilmes foram formados em placas de 48 poços contendo tratamento de superfície prévio com DNA purificado, hemina, CaCO3, Ca(OH)2, CaCl2, soro, albumina, dextrana, metionina, glicose, glutamina, KCl, complexo vitamínico, cistina ou mucina. O biofilme formado foi corado e quantificado por espectrofotometria. A arquitetura do biofilme foi visualizada por microscopia confocal de fluorescência por varredura laser. O tratamento da superfície com CaCl2 a 1 mg/cm2 permitiu a formação do biofilme em quantidade de 0,3 OD490nm (p<0.01, ANOVA Dunnet), sendo esse valor 10× superior quando a superfície foi tratada com 2,5 mg/cm2 (p<0.01, ANOVA Dunnet). As demais substâncias tiveram pouco ou nenhum impacto sobre a formação do biofilme. A visualização por microscopia confocal revelou uma comunidade estruturada e com vitalidade em toda sua espessura. Conclusões: os dados indicam que a CLX concentrada diminui a carga bacteriana na região da periodontite induzida, que reflete em menor reabsorção óssea apenas em parte das amostras. O pré-revestimento da superfície de crescimento com cálcio promove a formação de biofilme por P. intermedia / Abstract: Biofilms are biological communities with a high degree of organization, in which micro-organisms form structured, coordinated and functional communities. These biological communities are embedded in a self-created extracellular matrix. Biofilm is also associated with a high level of antimicrobial tolerance of the associated organisms. Understanding biofilm behavior is crucial to develop ways for its control during infections, such as periodontal disease. In the first chapter, topical and frequent application of various concentrations of chlorhexidine digluconate (CLX) where evaluated. Periodontitis were induced by ligature on first molars. Then, ligatures were treated with 10 µl of chlorhexidine solutions at 0.2%, 2%, 10%, 20% or diluent, every four days in a total of four applications periods. After euthanasia, bacterial loads on ligatures were estimated by both culture and qPCR. Bone resorption height and area were measured by digital photography and its volume by microtomography. Treated sites had bacterial reductions up to 10-6 cells. Treatment with 20% CLX showed mean of 3.3× lower bacterial levels (p<0.01, Kruskal-Wallis). There was no statistical difference between groups regarding bone resorption (p>0.05, Kruskal-Wallis), although 55% of the treated sites had some lower bone resorption. In the second chapter, substances that may enhance biofilm formation by Prevotella intermedia were investigated. Wells of 48-well plates were coated with DNA, hemin, CaCO3, Ca(OH)2, CaCl2, serum, albumin, dextran, methionine, glucose, glutamine, KCl, vitamin complex, cystine or mucin. Biofilms were grown for 24 h, washed, stained and quantified by spectrophotometry. Biofilm architecture and its viability were visualized by Confocal Laser Scanning Microscopy. Surfaces treated with 1 mg/cm2 of CaCl2 enhanced biofilm amount by 0.3 OD490nm (p<0.01, ANOVA Dunnet), while 2.5 mg/cm2 yielded 10-fold more biofilm mass (p<0.01, ANOVA Dunnet). Other substances had modest or no impact in biofilm mass. Confocal microscopy images showed structured and alive biofilms with no dead areas. Conclusions: concentrated CLX reduces bacterial load, which reflects in lower bone resorption in few sites. Surfaces pre-coated with calcium chloride enhance P. intermedia biofilm formation / Doutorado / Microbiologia e Imunologia / Doutor em Biologia Buco-Dental

Orientador: Mario Tanomaru-Filho / Resumo: Este estudo avaliou novas propostas e parâmetros necessários para análise fisico-química de materiais empregando micro-CT. Os materiais utilizados nos subprojetos 1, 2, 3 e 5 foram: AH Plus, Fill Canal e Sealapex; Biodentine, IRM e MTA. Foram aplicados os testes estatísticos ANOVA/Tukey e teste T (α=.05). Subprojeto 1- avaliou por micro-CT o efeito do tempo de imersão em água destilada (7 e 30 dias) na alteração volumétrica de cimentos endodônticos inseridos em cavidades simuladas em moldes de resina. Todos os cimentos obturadores apresentaram diferença na porcentagem de alteração volumétrica de 7 para 30 dias de imersão. Conclui-se que períodos maiores de imersão podem influenciar as alterações volumétricas de materiais. Subprojeto 2- avaliou a influência do tamanho de corpos de prova (espessura de 1,50 mm e diâmetros internos de 6,30, 7,75 e 9,00 mm) na alteração volumétrica de materiais após imersão em água. Sealapex e Biodentine apresentaram a maior perda de volume. O tamanho das amostras não afetou a porcentagem de alteração volumétrica dos materiais. Subprojeto 3- avaliou escoamento e preenchimento volumétrico dos materiais usando diferentes modelos de teste. Biodentine apresentou menor escoamento e melhor preenchimento que IRM quando avaliado no modelo com maior altura, enquanto MTA apresentou o maior escoamento neste modelo. Não houve diferença no escoamento e preenchimento proporcionados pelos cimentos obturadores nos diferentes modelos e metodologias. Conclui-se que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (&#956CT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e a doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura existem poucas investigações sobre a influência de diferentes subvolumes amostrais na caracterização de propriedades mecânicas de osso trabecular humano através de &#956CT e ensaio mecânico computacional pelo método de Elementos Finitos. Nesta investigação doze vértebras humanas da região lombar foram utilizadas para a caracterização das propriedades mecânicas do osso trabecular através de &#956CT e modelagem computacional por elementos finitos. Uma amostra cúbica virtual com 18,5 mm de lado foi extraída de cada vértebra e quatro cubos menores centrais foram obtidos a partir dela com reduções de 20%, 40%, 60%, 80% do volume original de cada cubo. A abordagem Direct Mechanics por meio de análise de elementos finitos foi realizada através do Software FAIM (v6.0, Numerics88 Solutions Ltd). Os valores médios nas três direções principais de carregamento para os módulos de Young, Poisson e Torção obtidos foram, respectivamente, E1 = 294 MPa , E2 = 258 MPa , E3 = 153 MPa, G23 = 86 MPa, G31 = 103 MPa, G12 = 100 MPa, v21 = 0,121, v31 = 0,076, v12 = 0,137, v32 = 0,077, v13 = 0,141 e v23 = 0,140. O teste estatístico de Kruskal - Wallis ANOVA fator único foi aplicado com os procedimentos de comparação aos pares (teste de Tukey) mostrou que E1 &#8800 E3, E2 &#8800 E3 e E1 = E2. Isso indica que há a tendência para duas direções diferentes de carregamento mecânico nas amostras de osso trabecular das vértebras humanas analisadas, caracterizando uma simetria transversalmente isotrópica. Entretanto, os autovalores da matriz M (tensor anisotropia) expressaram uma tendência da microestrutura trabecular das vértebras humanas para a simetria ortotrópica, mostrando que a análise do fabric não classifica adequadamente a simetria da estrutura. A avaliação dos parâmetros microestruturais mostrou a tendência de um aumento do grau de conectividade das trabéculas a medida que ocorre uma redução dos subvolumes analisados (100% para 20% ou em milímetros de 18,5 para 3,7) acompanhado de um acréscimo dos valores da fração de volume ósseo. Esta tendência reforça a ideia de analisar-se as possíveis variações dos parâmetros morfométricos e mecânicos em domínios específicos. Em outras palavras, uma avaliação local com a escolha de volumes menores dos parâmetros microestruturais fração de volume, conectividade, espessura trabecular, separação trabecular, número trabecular e parâmetros mecânicos (Módulos de Young, Poisson e Torção) podem melhorar o prognóstico da resistência óssea, a qual prediz o risco de fratura de estruturas de osso esponjoso com precisão. Quando as propriedades mecânicas estão associadas com informações microestruturais por &#956CT são gerados mais parâmetros para se avaliar a qualidade óssea no diagnóstico de doenças do metabolismo ósseo. Portanto, a microtomografia de raios-X e análise de elementos finitos oferecem uma técnica não-invasiva com grande potencial para a avaliação da qualidade óssea. / Trabecular bone structures have a porous microstructure and can be modeled as linear elastic solid with a heterogeneous and anisotropic structure. The X-ray microtomography (&#956CT) has been used worldwide for the characterization of trabecular bone and its relationship with bone quality in metabolism diseases such as osteoporosis. In the literature there are few investigations regarding the influence of trabecular samples subvolumes in the assessment of microstructure and mechanical properties using &#956CT and finite element analysis. In this investigation twelve human vertebraes were used for the characterization of mechanical properties of trabecular bone using CT and computational modeling by finite elements. A cube sample with 18.5 mm sides was computationally extracted from each vertebrae and four smaller central cubes were obtained from it, with a 20%, 40%, 60%, 80% reduction from the original volume. The Direct Mechanics approach by finite element analysis was performed through the FAIM Software (v6.0, Numerics88 Solutions Ltd.). The mean values on three main directions of loading for Youngs Modulus, Poissons Modulus and Shears Modulus, were: E1 = 294 MPa , E2 = 258 MPa , E3 = 153 MPa G23 = 86 MPa, G31 = 103 MPa e G12 = 100 MPa, v21 = 0,121, v31 = 0,076, v12 = 0,137, v32 = 0,077, v13 = 0,141 e v23 = 0,140. The Kruskal-Wallis One Way Analysis of Variance on Ranks was applied with pairwise multiple comparison procedures (Tukey Test) showing that E1 &#8800 E3, E2 &#8800 E3 e E1 = E2. This indicates that there are two different main directions of loading on the trabecular bone samples of human vertebrae which is related to a transversely isotropic symmetry. However the eigenvalues of the matrix M (tensor anisotropy) expressed a tendency to orthotropic symmetry of the trabecular microstructure of human vertebrae, showing that the fabric assumption does not adequately classify the symmetry of the structure. The assessment of microstructural properties showed a tendency to increase the connectivity of the trabeculae with the reduction of the analyzed subvolumes (100% to 20% or 18.5 mm to 3.7 mm) as well as an increase of the bone volume fraction values. Those results highlight the idea that mechanical properties are better described in local regions. In other words, a local assessment of the microstructure parameters volume fraction, connectivity, trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number and mechanical parameters (Youngs Modulus, Poissons Modulus and Shears Modulus) can improve the prediction of bone strength, which predicts the risk of cancellous bone fracture accurately. When the mechanical properties are associated with microstructural information more bone quality parameters are generated for the diagnosis of bone metabolism diseases and they can predict the fracture risk of cancellous bone structures with higher accuracy. Therefore, the X-ray microtomography and finite element analysis offer a non-invasive technique with great potential for the assessment of bone quality.

Statement of problem: With the variety of materials and techniques available, the knowledge of which combination provides frameworks with a better biomechanical behavior and greater fit accuracy is essential for a planning aiming prosthesis longevity. Purpose. To analyze which manufacture technique and material provides a better stress/strain and internal fit correlation. Material and methods. The groups were divided according to framework material and fabrication method: Titanium milled (TiCAD), Zirconia milled (ZrCAD), Cobalt-Chromium alloy milled (CoCrCAD), one-piece casting CoCr alloy (CoCrCAS) and cast and welded CoCr alloy (CoCrWEL). Four external hexagon implants and their respective mini-abutments were placed parallel to each other in a polyurethane model. This model was duplicated, scanned, and a single framework design was created to be used for all milled groups. Casting was done from a wax milled pattern following the same framework design used for the other groups. In preload condition, the strains generated by each framework were recorded by strain gauges fixed around the implants. The internal fit was evaluated by micro-CT scanning. Results. Regarding the uniformity of stress distribution, ZrCAD and CoCrCAD groups presented irregular stress distribution, while TiCAD presented the most uniform distribution. Regarding the internal fit, the TiCAD group presented values significantly better than the others, but not statistically different from ZrCAD. The three manufacturing methods associated to CoCr alloy presented no statistical differences among them. The correlation between the method was statistically significant. Conclusion. The physical and mechanical properties of the complete-arch implant-supported frameworks materials influence the stresses distribution and internal fit. TiCAD presented the best framework stress/strain ratio and internal fit. / Afirmação do problema. Diante da variedade de materiais e técnicas disponíveis, ter o conhecimento de qual combinação proporciona infraestruturas com um melhor comportamento biomecânico e maior precisão na adaptação é essencial para um planejamento visando a longevidade da prótese. Finalidade. Analisar qual material e método de confecção das infraestruturas proporciona a melhor relação tensão/deformação e adaptação interna. Material e métodos. Os grupos foram divididos de acordo com o material e forma de confecção das infraestruturas: fresado em Titânio (TiCAD), fresado em Zircônia (ZrCAD), fresado em Cobalto Cromo (CoCrCAD), CoCr fundido em monobloco (CoCrCAS) e CoCr fundido e com ponto de solda (CoCrWEL). Quatro implantes hexágonos externos e seus respectivos mini-abutments foram colocados paralelos entre si em um modelo de poliuretano. Este modelo foi duplicado, digitalizado e um único desenho de infraestrutura foi criado para todos os grupos fresados. Para fundição, foi utilizado um padrão de cera fresado a partir do projeto usado nos outros grupos. Na condição de pré-carga, as tensões geradas por cada infraestrutura foram registradas por strain gauges fixados ao redor dos implantes. A adaptação interna foi avaliada através de escaneamento por micro-CT. Resultados. Quanto a uniformidade na distribuição das tensões, os grupos ZrCAD e CoCrCAD se apresentaram irregulares, sendo que o grupo TiCAD apresentou distribuição mais uniforme. Quanto à adaptação interna, o grupo TiCAD apresentou valores significativamente melhores que os demais, mas sem diferença estatística em relação ao grupo ZrCAD. As três formas de produção da infraestrutura usando a liga de CoCr não apresentaram diferenças estatísticas entre si. A correlação entre os métodos foi estatisticamente significativa. Conclusão. As propriedades físicas e mecânicas dos materiais de confecção das infraestruturas influenciam na distribuição de estresses e na adaptação interna. O grupo que apresentou a melhor relação tensão/deformação e adaptação foi o grupo TiCAD.

Atualmente há um número crescente de idosos necessitando reabilitação com enxerto ósseo, no entanto pouco se sabe sobre o efeito do envelhecimento fisiológico sobre este processo. Este estudo teve como objetivo comparar a regeneração óssea guiada na mandíbula de ratos adultos e velhos. Ratos Wistar machos, com 9 meses (adultos) e 20 meses (velhos) de idade, foram avaliados 0, 7, 28 e 120 dias após a cirurgia. O protocolo cirúrgico incluiu a remoção de osso autógeno da calvária e sua fixação com implante de titânio na mandíbula. A formação óssea foi avaliada através da densidade mineral óssea (DMO), microtomografia computadorizada (?CT), análise histomorfométrica e taxa de aposição mineral. Cento e vinte dias após a cirurgia, os animais velhos apresentaram uma redução da variação da DMO na tíbia quando comparada com adultos (-0,022±0,007 vs. 0,011±0,004 g/cm2, respectivamente, p=0,004) e no fêmur (-0,036±0,01 vs. 0,024±0,007 g/cm2, respectivamente, p=0,000). A análise de ?CT revelou uma redução no percentual de volume ósseo nos ratos velhos quando comparados aos adultos (52,34±1,98 vs. 61,46±2,0 %, respectivamente, p=0,032). A análise histomorfométrica confirmou estes dados, tanto no percentual de área óssea (44,0±1,9 vs. 51,0±1,4 e %, velho vs. adulto, p=0,014) quanto no contacto osso-implante (63,5±3,4 vs. 73,0±1,7%, velho vs. adulto, p=0,028). A taxa de aposição mineral óssea também foi significativamente menor nos ratos velhos em comparação com os adultos, tanto na região da mandíbula (1,23±0,05 vs 2,62±0,33 ?m/dia, respectivamente, p=0,001) quanto na região do implante (0,16±0,03 vs. 1,17±0,06 ?m/dia, respectivamente, p=0,001). Em conclusão, nossos resultados sugerem que o processo de envelhecimento, por si só, afeta a capacidade de regeneração ossea de animais velhos que não são caracterizados como osteoporóticos e sugerem que isso deva ser levado em conta durante o tratamento de pacientes idosos. / Currently there are an increasing number of elderly requiring rehabilitation with bone graft, however little is known about the effect of physiological aging on this process. This study aimed to compare guided bone regeneration in adult and old normal rats. Male Wistar rats with 9 months (adult) and with 20 months (old) were evaluated at 0, 7, 28 and 120 days after surgery. The surgical protocol included the removal of autogenous parietal bone and insertion in the jaw with titanium implant. Bone formation was evaluated through bone mineral density (BMD), X-ray computerized microtomography (3D?CT), histomorphometric analysis and mineralization apposition rate. At baseline, adults and old animals presented similar values of BMD. 120 days after surgery, old animals presented a reduction of tibia BMD when compared with adults (-0.022±0.007 vs. 0.011±0.004 g/cm2, respectively, p=0.004) and of femur (-0.036±0.01 vs. 0.024±0.007 g/cm2, respectively, p=0.000). The 3D?CT analysis revealed a reduction of new-formed bone volume in the old group when compared with adult (52.34±1.98 vs. 61.46±2.0 %, respectively, p=0.032). Histomorphometric analysis corroborates these data, since 120 days after surgery the % of bone area and bone-implant contact were impaired in old rats. Mineralization apposition rate was also impaired in mandible and at implant region of old rat. Together our results suggest that the ageing process per se affect bone regenerative capacity and calls for attention of surgeons to this retard during the treatment of elderly patients.

Atualmente há um número crescente de idosos necessitando reabilitação com enxerto ósseo, no entanto pouco se sabe sobre o efeito do envelhecimento fisiológico sobre este processo. Este estudo teve como objetivo comparar a regeneração óssea guiada na mandíbula de ratos adultos e velhos. Ratos Wistar machos, com 9 meses (adultos) e 20 meses (velhos) de idade, foram avaliados 0, 7, 28 e 120 dias após a cirurgia. O protocolo cirúrgico incluiu a remoção de osso autógeno da calvária e sua fixação com implante de titânio na mandíbula. A formação óssea foi avaliada através da densidade mineral óssea (DMO), microtomografia computadorizada (?CT), análise histomorfométrica e taxa de aposição mineral. Cento e vinte dias após a cirurgia, os animais velhos apresentaram uma redução da variação da DMO na tíbia quando comparada com adultos (-0,022±0,007 vs. 0,011±0,004 g/cm2, respectivamente, p=0,004) e no fêmur (-0,036±0,01 vs. 0,024±0,007 g/cm2, respectivamente, p=0,000). A análise de ?CT revelou uma redução no percentual de volume ósseo nos ratos velhos quando comparados aos adultos (52,34±1,98 vs. 61,46±2,0 %, respectivamente, p=0,032). A análise histomorfométrica confirmou estes dados, tanto no percentual de área óssea (44,0±1,9 vs. 51,0±1,4 e %, velho vs. adulto, p=0,014) quanto no contacto osso-implante (63,5±3,4 vs. 73,0±1,7%, velho vs. adulto, p=0,028). A taxa de aposição mineral óssea também foi significativamente menor nos ratos velhos em comparação com os adultos, tanto na região da mandíbula (1,23±0,05 vs 2,62±0,33 ?m/dia, respectivamente, p=0,001) quanto na região do implante (0,16±0,03 vs. 1,17±0,06 ?m/dia, respectivamente, p=0,001). Em conclusão, nossos resultados sugerem que o processo de envelhecimento, por si só, afeta a capacidade de regeneração ossea de animais velhos que não são caracterizados como osteoporóticos e sugerem que isso deva ser levado em conta durante o tratamento de pacientes idosos. / Currently there are an increasing number of elderly requiring rehabilitation with bone graft, however little is known about the effect of physiological aging on this process. This study aimed to compare guided bone regeneration in adult and old normal rats. Male Wistar rats with 9 months (adult) and with 20 months (old) were evaluated at 0, 7, 28 and 120 days after surgery. The surgical protocol included the removal of autogenous parietal bone and insertion in the jaw with titanium implant. Bone formation was evaluated through bone mineral density (BMD), X-ray computerized microtomography (3D?CT), histomorphometric analysis and mineralization apposition rate. At baseline, adults and old animals presented similar values of BMD. 120 days after surgery, old animals presented a reduction of tibia BMD when compared with adults (-0.022±0.007 vs. 0.011±0.004 g/cm2, respectively, p=0.004) and of femur (-0.036±0.01 vs. 0.024±0.007 g/cm2, respectively, p=0.000). The 3D?CT analysis revealed a reduction of new-formed bone volume in the old group when compared with adult (52.34±1.98 vs. 61.46±2.0 %, respectively, p=0.032). Histomorphometric analysis corroborates these data, since 120 days after surgery the % of bone area and bone-implant contact were impaired in old rats. Mineralization apposition rate was also impaired in mandible and at implant region of old rat. Together our results suggest that the ageing process per se affect bone regenerative capacity and calls for attention of surgeons to this retard during the treatment of elderly patients.

Orientador: Carlos Manuel Giles Antunez de Mayolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T08:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lussani_FernandoCesar1985-_D.pdf: 17433522 bytes, checksum: 73b3d625a81aa4bef21c60e28b981e0e (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O escopo desta tese foi o estudo, implementação, caracterização e aplicação das técnicas de imagens de raios X por contraste de fase e contraste de espalhamento. Este trabalho inicialmente descreve a formação das imagens por contraste de fase pelo método da propagação. Apresenta simulações de primeiros princípios para esta técnica comparando estes com a literatura. Em seguida reporta o desenvolvimento da instrumentação para uma estação experimental de microtomografias de raios X bem como os métodos de processamento de dados para reconstruções tomográficas. Microtomografias com alta resolução foram obtidas e são apresentadas com o intuito de caracterizar a instrumentação e suas aplicações. Essa técnica de instrumentação foi aplicada, em particular, no estudo da histomorfometria óssea em ratos Sprague-Dawley com o objetivo de quantificar os efeitos da dieta alimentar na estrutura óssea trabecular e compacta. Argumenta-se que ocorre uma ligeira tendência a diferenciação nesses tecidos em função da dieta alimentar. Além disso, neste trabalho foi implementado, caracterizado e aplicado a técnica de imagens harmônicas por espalhamento em amostras biológicas, detecção de fraturas e espalhamento anisotrópico. Também são descritos os esforços na melhoria da qualidade sinal-ruído dessa técnica / Abstract: The main scope of this work was the study, implementation, characterization and application of x-ray phase contrast and scattering constrast imaging techniques. First we describe the production of phase constrast images and early attempts to simulate phase contrast phenomena following the known literature. We also report efforts toward development of an experimental x-ray microtomography station as well as imaging processing techniques for tomography reconstruction. We present results on high resolution x-ray microtomography. This technique was applied in the study of Sprague-Dawley bone morphometric properties aiming quantification of high-fat diet effects on compact and trabecular bone structuture. It is argued about a tendency to differentiation on these tissues according to the diet. We also implemented, characterized and applied harmonic scattering imaging in biological samples, fracture detection and anisotropic scattering describing efforts to enhance signal to noise ratio in this technique / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 142800/2010-4 / CNPQ