Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método de reticulação mais homogênea no pericárdio bovino (PB), utilizado na confecção de válvulas cardíacas, seguindo um tratamento seqüencial e não seqüencial com concentrações crescentes de glutaraldeído (GA), no intervalo entre 0,0010/0e 0,5%, com tempos de reação entre 5 e 90min, e temperatura entre 5 e 45&#176C. Os resultados de temperatura de encolhimento (Is) mostraram que a reticulação do pericárdio bovino é heterogênea, principalmente para baixas concentrações de glutaraldeído (0,001%). Entretanto esta heterogeneidade é menos perceptível para concentrações superiores de GA, principalmente para o tratamento seqüencial, sugerindo uma melhor qualidade de reação de reticulação. Em todos os tratamentos realizados, os melhores resultados foram obtidos para o tratamento seqüencial a 45&#176C, para 90 minutos de reação e 0,10/0 de GA, onde os valores de Ts (&#8773 90&#176C) foram muito próximos daqueles para concentrações superiores de GA (0,5%). Encontrou-se também, nestas condições, os menores valores de hidrólise enzimática (colagenase = 3,80/0e tripsina =1,90/0 ). Estes comportamentos devem estar associados a uma maior concentração de GA monomérico e, portanto, maior eficácia das soluções de GA na promoção das ligações de reticulação e também à exposição de um maior número de sítios de reação da matriz de PB. Os resultados dos ensaios de hidrólise enzimática com colagenase e tripsina, confirmaram a maior eficácia do tratamento seqüencial, principalmente sabendo-se que: a) a reação de PB com GA envolve amino grupos de lisina; b) a tripsina só age sobre ligações peptídicas envolvendo lisina com &#949-amino grupo livre. A partir disto, é possível prever que um maior número de &#949-amino grupos estão bloqueados, não permitindo a ação enzimática nestes locais, mostrando que o material encontra se mais reticulado. Testes mecânicos realizados nos materiais tratados nas condições citadas acima mostraram valores dentro da faixa aceitável para a confecção de válvulas cardíacas para o tratamento seqüencial. / The object of this work was the development of a new procedure for homogeneous crosslinking of bovine pericardium (BP), to improve its properties when used for cardiac valves confection. A sequential treatment with increasing concentrations of glutaraldehyde (GA), from 0.0010/0to 0.5%, was used in temperatures ranging from 5°C to 45°C and reaction times ranging from 5 to 90 min. Shrinkage temperature (Ts) results showed that non-sequential and sequential treatments produced heterogeneous crosslinking of bovine pericardium, mainly for lower concentrations of glutaraldehyde (0.001%). The heterogeneity is less perceptible for greater concentrations of glutaraldehyde, specially in the sequential treatment, suggesting better quality of crosslinking reaction. Best results were obtained for the sequential treatment at 45&#176C, for 90 min and 0.1% of glutaraldehyde, with Ts values (&#8773 90&#176C) very similar to those found for higher glutaraldehyde concentration (0.5%). In these conditions, the smaller values of enzymatic hydrolysis were obtained (collagenase = 3.80/0and tripsin = 1.90/0).This behavior, at 45&#176C, may be associated to the presence of higher monomeric glutaraldehyde concentration, more efficient in the crosslinking promotion, and to the exposition of a great number of reaction sites in bovine pericardium matrix. The results of enzymatic hidrolysis with collagenase and tripsin, confirmed that sequential treatment is more efficient, specially knowing that: a) the GA for BP reaction involved e-amino groups of lisin: b) the tripsin alone act over peptides bonds involving lisin with free e-amino groups. Then, it is possible to predict that a great number of e-amino groups were blocked, not permitting enzimatic action, showing that the materials were more crosslinked. Mechanical tests for materials treated as above demonstrated that for sequential treatment the values are within the acceptable range for cardiac valves construction.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método de reticulação mais homogênea no pericárdio bovino (PB), utilizado na confecção de válvulas cardíacas, seguindo um tratamento seqüencial e não seqüencial com concentrações crescentes de glutaraldeído (GA), no intervalo entre 0,0010/0e 0,5%, com tempos de reação entre 5 e 90min, e temperatura entre 5 e 45&#176C. Os resultados de temperatura de encolhimento (Is) mostraram que a reticulação do pericárdio bovino é heterogênea, principalmente para baixas concentrações de glutaraldeído (0,001%). Entretanto esta heterogeneidade é menos perceptível para concentrações superiores de GA, principalmente para o tratamento seqüencial, sugerindo uma melhor qualidade de reação de reticulação. Em todos os tratamentos realizados, os melhores resultados foram obtidos para o tratamento seqüencial a 45&#176C, para 90 minutos de reação e 0,10/0 de GA, onde os valores de Ts (&#8773 90&#176C) foram muito próximos daqueles para concentrações superiores de GA (0,5%). Encontrou-se também, nestas condições, os menores valores de hidrólise enzimática (colagenase = 3,80/0e tripsina =1,90/0 ). Estes comportamentos devem estar associados a uma maior concentração de GA monomérico e, portanto, maior eficácia das soluções de GA na promoção das ligações de reticulação e também à exposição de um maior número de sítios de reação da matriz de PB. Os resultados dos ensaios de hidrólise enzimática com colagenase e tripsina, confirmaram a maior eficácia do tratamento seqüencial, principalmente sabendo-se que: a) a reação de PB com GA envolve amino grupos de lisina; b) a tripsina só age sobre ligações peptídicas envolvendo lisina com &#949-amino grupo livre. A partir disto, é possível prever que um maior número de &#949-amino grupos estão bloqueados, não permitindo a ação enzimática nestes locais, mostrando que o material encontra se mais reticulado. Testes mecânicos realizados nos materiais tratados nas condições citadas acima mostraram valores dentro da faixa aceitável para a confecção de válvulas cardíacas para o tratamento seqüencial. / The object of this work was the development of a new procedure for homogeneous crosslinking of bovine pericardium (BP), to improve its properties when used for cardiac valves confection. A sequential treatment with increasing concentrations of glutaraldehyde (GA), from 0.0010/0to 0.5%, was used in temperatures ranging from 5°C to 45°C and reaction times ranging from 5 to 90 min. Shrinkage temperature (Ts) results showed that non-sequential and sequential treatments produced heterogeneous crosslinking of bovine pericardium, mainly for lower concentrations of glutaraldehyde (0.001%). The heterogeneity is less perceptible for greater concentrations of glutaraldehyde, specially in the sequential treatment, suggesting better quality of crosslinking reaction. Best results were obtained for the sequential treatment at 45&#176C, for 90 min and 0.1% of glutaraldehyde, with Ts values (&#8773 90&#176C) very similar to those found for higher glutaraldehyde concentration (0.5%). In these conditions, the smaller values of enzymatic hydrolysis were obtained (collagenase = 3.80/0and tripsin = 1.90/0).This behavior, at 45&#176C, may be associated to the presence of higher monomeric glutaraldehyde concentration, more efficient in the crosslinking promotion, and to the exposition of a great number of reaction sites in bovine pericardium matrix. The results of enzymatic hidrolysis with collagenase and tripsin, confirmed that sequential treatment is more efficient, specially knowing that: a) the GA for BP reaction involved e-amino groups of lisin: b) the tripsin alone act over peptides bonds involving lisin with free e-amino groups. Then, it is possible to predict that a great number of e-amino groups were blocked, not permitting enzimatic action, showing that the materials were more crosslinked. Mechanical tests for materials treated as above demonstrated that for sequential treatment the values are within the acceptable range for cardiac valves construction.

Neste trabalho, a irradiação por feixe de elétrons foi estudada como uma ferramenta para a reticulação do tecido de pericárdio bovino (PB). A conjugação de quitosana e fibroína de seda no tecido de PB liofilizado também foi objeto de estudo deste trabalho. Para isto, amostras de PB foram liofilizadas e irradiadas em um acelerador de elétrons utilizando-se diferentes doses e taxas de dose. Essas amostras foram analisadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análises termogravimétricas (TGA), espectroscopia Raman, teste de intumescimento, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), testes de tração e quanto sua biofuncionalidade. Após as análises foi possível concluir que a irradiação do tecido na ausência de oxigênio favorece a reticulação das fibras de colágeno, enquanto na presença de oxigênio observou-se preferencialmente a cisão das fibras de colágeno. Ambas as amostras apresentaram diminuição de suas propriedades mecânicas. Também pôde-se concluir que a irradiação tanto na ausência quanto na presença de oxigênio produz um novo biomaterial cuja adesão e proliferação de células endoteliais é favorecida ao longo do tecido. Na segunda etapa deste trabalho amostras de PB liofilizadas foram incorporadas em soluções de quitosana, fibroína de seda e suas misturas (1:3, 1:1, 3:1). Depois de modificadas, as amostras foram novamente liofilizadas e submetidas à irradiação. Estas amostras foram caracterizadas por espectroscopia Raman, e avaliadas quanto sua citotoxicidade, biofuncionalidade e potencial de calcificação. Após lavagens das amostras de biomaterial com solução aquosa (NaCl 0,9%), as mesmas não apresentaram toxicidade. O teste de biofuncionalidade mostrou que as amostras de PQSFI (todas as proporções) favoreceram a adesão e crescimento das células endoteliais. Todas as amostras induziram a calcificação, entretanto apresentaram uma relação Ca/P menor do que a da hidroxiapatita. / In this work, electron beam irradiation was studied as a crosslinker of bovine pericardium tissue (BP). The treatment of BP with chitosan and silk fibroin was also the goal of this study. Samples of BP were freeze-dried and irradiated in an electron beam accelerator using different doses and dose rates. Samples were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy, water uptake tests, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), tensile tests and evaluation as biofunctionality. After analysis, it was concluded that irradiation of the tissue in the absence of oxygen promotes crosslinking of collagen fibers. On the other hand, in the presence of oxygen the chain scission of the collagen fibers was observed, and both samples suffered a decrease in their mechanical properties. It was also concluded that irradiation, both in the absence or presence of oxygen, promotes the adhesion and proliferation of endothelial cells throughout the tissue. In the second part of this work, lyophilized BP were incorporated into chitosan, silk fibroin solutions and mixtures of chitosan/silk fibroin in the ratio of 1:3, 1:1, 3:1. Then, the samples were again lyophilized and submitted to irradiation. These samples were characterized by Raman spectroscopy, and tested for their cytotoxicity, biofunctionality, and calcification. After washing the biomaterial with aqueous solution (NaCl 0.9%), the samples did not show cytotoxicity. Biofunctionality test showed that PQSFI samples (all proportions) promoted the adhesion and growth of endothelial cells. All samples induced calcification, but they exhibited a Ca/P ratio lower than hydroxyapatite.

As matrizes acelulares são utilizadas na engenharia de tecidos com o objetivo da reconstrução ou substituição de tecidos danificados. Nesse trabalho matrizes acelulares foram preparadas a partir de pericárdio porcino e pericárdio bovino, por possuírem uma grande quantidade colágeno tipo I, usando-se ao tratamento de hidrólise alcalina nos tempos de 12 e 24 horas. Essas matrizes foram desenvolvidas para serem utilizadas como barreiras de proteção no processo de cicatrização de feridas como também na indução de formação de tecidos ósseos. Foram submetidas ao teste de biocompatibilidade in vivo, com a implantação das matrizes no subcutâneo de 65 ratos Wistar, machos, adultos que sofreram eutanásia aos 7, 14, 21, 28 e 35 dias de pós-operatório. A avaliação microscópica no 7º dia mostrou existência da matriz e uma grande quantidade de infiltrado inflamatório em volta do material, sendo que ao 14º dias além do infiltrado inflamatório, foi observado uma neovascularização. Aos 21º e 28º dias foi observado uma diminuição gradual do infiltrado inflamatório, crescimento celular no local em que as fendas se formaram nas matrizes e uma grande revascularização. Ao 35º dias a matriz de pericárdio bovino e porcino foram reabsorvidas totalmente. Comparando o pericárdio bovino com o porcino tratado por 12 e 24 horas em relação ao tempo de degradação, foi observado que as matrizes tanto bovina como a porcina tratadas por 24 horas degradaram mais rápido que as tratadas por 12 horas. Portanto as matrizes de pericárdio bovino e porcino são biocompativeis, pois não causaram reações citotóxicas, reações inflamatórias e nem imunológica adversa. / Acellular matrices are used in tissue engineering for reconstruction or replacement of damaged tissues .In this study acellular matrices were developed using porcine pericardium and bovine pericardium, which contain a large quantity of type I collagen, using an alkaline hydrolysis treatment at the times of 12 hours and 24 hours. The matrices were developed to be used as protective barriers in the process of wound healing, and also in bone tissue inducing formation. In the test of in vivo biocompatibility, matrices were implanted subcutaneously in 65 adult male Wistar rats, sacrificed at 7, 14, 21, 28 and 35 days postoperatively. The microscopic evaluation on day 7 showed a large amount of inflammatory infiltrate around the material; at the 14th day, beyond the inflammatory infiltrate was observed a neovascularization. At 21st and 28th days were observed a gradual decrease in the inflammatory infiltrate, cellular growth and a large neovascularization. By day 35, porcine and bovine pericardium matrices were completely resorbed. Comparing the degradation time between the matrices treated with 12 and 24 hours, it was observed that both matrices treated for 24 h, degraded faster than those treated for 12 hours. Both matrices are biocompatible, do not cause cytotoxic reactions, inflammatory or immune adverse reactions.

Neste trabalho, a irradiação por feixe de elétrons foi estudada como uma ferramenta para a reticulação do tecido de pericárdio bovino (PB). A conjugação de quitosana e fibroína de seda no tecido de PB liofilizado também foi objeto de estudo deste trabalho. Para isto, amostras de PB foram liofilizadas e irradiadas em um acelerador de elétrons utilizando-se diferentes doses e taxas de dose. Essas amostras foram analisadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análises termogravimétricas (TGA), espectroscopia Raman, teste de intumescimento, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), testes de tração e quanto sua biofuncionalidade. Após as análises foi possível concluir que a irradiação do tecido na ausência de oxigênio favorece a reticulação das fibras de colágeno, enquanto na presença de oxigênio observou-se preferencialmente a cisão das fibras de colágeno. Ambas as amostras apresentaram diminuição de suas propriedades mecânicas. Também pôde-se concluir que a irradiação tanto na ausência quanto na presença de oxigênio produz um novo biomaterial cuja adesão e proliferação de células endoteliais é favorecida ao longo do tecido. Na segunda etapa deste trabalho amostras de PB liofilizadas foram incorporadas em soluções de quitosana, fibroína de seda e suas misturas (1:3, 1:1, 3:1). Depois de modificadas, as amostras foram novamente liofilizadas e submetidas à irradiação. Estas amostras foram caracterizadas por espectroscopia Raman, e avaliadas quanto sua citotoxicidade, biofuncionalidade e potencial de calcificação. Após lavagens das amostras de biomaterial com solução aquosa (NaCl 0,9%), as mesmas não apresentaram toxicidade. O teste de biofuncionalidade mostrou que as amostras de PQSFI (todas as proporções) favoreceram a adesão e crescimento das células endoteliais. Todas as amostras induziram a calcificação, entretanto apresentaram uma relação Ca/P menor do que a da hidroxiapatita. / In this work, electron beam irradiation was studied as a crosslinker of bovine pericardium tissue (BP). The treatment of BP with chitosan and silk fibroin was also the goal of this study. Samples of BP were freeze-dried and irradiated in an electron beam accelerator using different doses and dose rates. Samples were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy, water uptake tests, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), tensile tests and evaluation as biofunctionality. After analysis, it was concluded that irradiation of the tissue in the absence of oxygen promotes crosslinking of collagen fibers. On the other hand, in the presence of oxygen the chain scission of the collagen fibers was observed, and both samples suffered a decrease in their mechanical properties. It was also concluded that irradiation, both in the absence or presence of oxygen, promotes the adhesion and proliferation of endothelial cells throughout the tissue. In the second part of this work, lyophilized BP were incorporated into chitosan, silk fibroin solutions and mixtures of chitosan/silk fibroin in the ratio of 1:3, 1:1, 3:1. Then, the samples were again lyophilized and submitted to irradiation. These samples were characterized by Raman spectroscopy, and tested for their cytotoxicity, biofunctionality, and calcification. After washing the biomaterial with aqueous solution (NaCl 0.9%), the samples did not show cytotoxicity. Biofunctionality test showed that PQSFI samples (all proportions) promoted the adhesion and growth of endothelial cells. All samples induced calcification, but they exhibited a Ca/P ratio lower than hydroxyapatite.

As matrizes acelulares são utilizadas na engenharia de tecidos com o objetivo da reconstrução ou substituição de tecidos danificados. Nesse trabalho matrizes acelulares foram preparadas a partir de pericárdio porcino e pericárdio bovino, por possuírem uma grande quantidade colágeno tipo I, usando-se ao tratamento de hidrólise alcalina nos tempos de 12 e 24 horas. Essas matrizes foram desenvolvidas para serem utilizadas como barreiras de proteção no processo de cicatrização de feridas como também na indução de formação de tecidos ósseos. Foram submetidas ao teste de biocompatibilidade in vivo, com a implantação das matrizes no subcutâneo de 65 ratos Wistar, machos, adultos que sofreram eutanásia aos 7, 14, 21, 28 e 35 dias de pós-operatório. A avaliação microscópica no 7º dia mostrou existência da matriz e uma grande quantidade de infiltrado inflamatório em volta do material, sendo que ao 14º dias além do infiltrado inflamatório, foi observado uma neovascularização. Aos 21º e 28º dias foi observado uma diminuição gradual do infiltrado inflamatório, crescimento celular no local em que as fendas se formaram nas matrizes e uma grande revascularização. Ao 35º dias a matriz de pericárdio bovino e porcino foram reabsorvidas totalmente. Comparando o pericárdio bovino com o porcino tratado por 12 e 24 horas em relação ao tempo de degradação, foi observado que as matrizes tanto bovina como a porcina tratadas por 24 horas degradaram mais rápido que as tratadas por 12 horas. Portanto as matrizes de pericárdio bovino e porcino são biocompativeis, pois não causaram reações citotóxicas, reações inflamatórias e nem imunológica adversa. / Acellular matrices are used in tissue engineering for reconstruction or replacement of damaged tissues .In this study acellular matrices were developed using porcine pericardium and bovine pericardium, which contain a large quantity of type I collagen, using an alkaline hydrolysis treatment at the times of 12 hours and 24 hours. The matrices were developed to be used as protective barriers in the process of wound healing, and also in bone tissue inducing formation. In the test of in vivo biocompatibility, matrices were implanted subcutaneously in 65 adult male Wistar rats, sacrificed at 7, 14, 21, 28 and 35 days postoperatively. The microscopic evaluation on day 7 showed a large amount of inflammatory infiltrate around the material; at the 14th day, beyond the inflammatory infiltrate was observed a neovascularization. At 21st and 28th days were observed a gradual decrease in the inflammatory infiltrate, cellular growth and a large neovascularization. By day 35, porcine and bovine pericardium matrices were completely resorbed. Comparing the degradation time between the matrices treated with 12 and 24 hours, it was observed that both matrices treated for 24 h, degraded faster than those treated for 12 hours. Both matrices are biocompatible, do not cause cytotoxic reactions, inflammatory or immune adverse reactions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02-14Bitstream added on 2014-06-13T21:06:14Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ca_dr_arafo.pdf: 373237 bytes, checksum: 63181781c60cf9cb130f5b53b34e9b3d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O propósito deste estudo foi avaliar histológica e histometricamente o resultado da utilização das matrizes de colágeno de Pericárdio Bovino (MPB) e Dérmica Acelular (MAD) no tratamento de deiscências ósseas criadas cirurgicamente em cães. Foram criados defeitos periodontais do tipo deiscência óssea na superfície vestibular dos 2os, 3os e 4os pré-molares inferiores de seis cães. Estes dentes foram divididos em 3 grupos: grupo I: MAD; grupo II: controle e grupo III: MPB, ambos com reposição coronária do retalho. Após 70 dias os animais foram sacrificados, os dentes retirados em bloco e processados histologicamente. Realizou-se análise histológica descritiva e histométrica, medindo-se a extensão do tecido epitelial, neoformação óssea e cementária e nível gengival para os grupos I, II e III. Os resultados demonstraram valores estatisticamente iguais para as medianas (em mm) dos valores de epitélio: 1,49, 1,91 e 1,82; cemento: 3,18, 3,09 e 3,31 respectivamente para os grupos I, II e III. Foi encontrada diferença estatisticamente significante em relação à neoformação óssea, com medianas (em mm) de 1,23, 1,82 e 1,62, respectivamente para os grupos I, II e III. Foi observado escasso infiltrado inflamatório. Com isso, pudemos concluir que as matrizes de MPB e MAD são materiais que permitem a reparação dos tecidos periodontais. / The goal of this investigation was to compare, histologically and histometrically, the healing process of dehiscence-type defects treated by acellular dermal matrix (AD) and bovine pericardium matrix (PB). Six mongrel dogs were used. Buccal osseous deiscences were surgically created on mesial roots of the mandibular second, third and fourth premolars. The defects were randomly assigned to one of the treatments: AD, control and PB. After 70 days of healing, the dogs were sacrificed and the blocks were processed. The histometric parameters evaluated included: gingival level, epithelial length, new cementum and new bone. No statistically significant differences were found between PB, AD and control groups for epithelial length and new cementum parameters (p<0,05). Statistically significant differences were found between PB, AD and control groups for new bone (minor for AD). The presence of a slight inflammation was observed. Withim the limits of this study, it can be concluded that PB and AD showed good biocompatibility, but did not bring a complete periodontal tissue regeneration.

A doença cardíaca valvar é um problema clínico que está presente em todos os países independente do nível de desenvolvimento econômico. Anualmente são realizadas mais de 275.000 cirurgias para substituição da válvula aórtica em todo o mundo e a estimativa é que esse número triplique até 2050. Dentre as próteses utilizadas destaca-se a bioprótese, que apesar de apresentar uma rejeição menor que a prótese mecânica, a sua durabilidade é reduzida em virtude de sua calcificação e posterior deterioração. A fim de aumentar a durabilidade da prótese confeccionada a partir do pericárdio bovino, neste estudo, foi incorporado o óxido de grafeno funcionalizado com amino-polietilenoglicol 4.000 Mn (OG-PEG-NH2 4.000 Mn) e 6.000 Mn (OG-PEG-NH2 6.000 Mn) ao biomaterial. A incorporação do óxido de grafeno funcionalizado ao pericárdio bovino foi realizada, após sua esterilização com radiação gama, de duas formas distintas: por adsorção física e por reação química. Os resultados demonstraram que houve a incorporação do OG-PEG-NH2 4.000 Mn, verificado pelo aumento dos parâmetros de ensaio de resistência analisados, como por exemplo, a resistência à deformação plástica permanente e também a carga máxima suportada. Em relação ao OG-PEG-NH2 6.000 Mn houve uma melhora na biocompatibilidade do nanomaterial, diminuindo a sua citotoxicidade. Sendo assim, pode-se concluir que o OG-PEG-NH2 4.000 Mn possui o potencial para melhorar a resistência mecânica e consequentemente aumentar a durabilidade do biomaterial. / Valvular heart disease is a clinical problem that is present in all countries regardless of the level of economic development. More than 275000 surgeries are performed annually for aortic valve replacement worldwide, and it is estimated that this number will triple by 2050. Among the prostheses used, the bioprosthesis stands out, which, although presenting a smaller rejection than the mechanical prosthesis, its durability is reduced by cause of its calcification and subsequent deterioration. In order to increase the durability of the prosthesis made from the bovine pericardium, the functionalized graphene oxide with amino-polyethylene glycol 4000 Mn (OG-PEG-NH2 4000 Mn) and 6000 Mn (OG-PEG-NH2 6000 Mn) to the biomaterial. The incorporation of functionalized graphene oxide to the bovine pericardium was performed, after its sterilization with gamma radiation, in two different ways: physical adsorption and chemical reaction. The results showed that the OG-PEG-NH2 4000 Mn was incorporated, verified by the increase of the resistance test parameters analysed, for example, the resistance to permanent plastic deformation and also the maximum supported load. In relation to OG-PEG-NH2 6000 Mn there was an improvement in the biocompatibility of the nanomaterial, reducing its cytotoxicity. Thus, it can be concluded that the OG-PEG-NH2 4000 Mn has the potential to improve mechanical strength and consequently increase the durability of the biomaterial.

A liofilização é um método de conservação utilizado para a obtenção de produtos desidratados de alta qualidade. É um processo que requer tempo e energia, podendo levar dias para terminar se o ciclo de liofilização não for otimizado. O objetivo da otimização do processo de liofilização é minimizar o consumo de energia e reduzir o tempo de processo, sem que ocorra a perda na qualidade do produto liofilizado. A utilização de modelos matemáticos que predizem o comportamento do produto durante a liofilização pode reduzir drasticamente o número de experimentos, além de determinar variáveis importantes que não podem ser medidas experimentalmente. Tecidos biológicos são produtos sensíveis que se submetidos à altas temperaturas podem sofrer alterações irreversíveis. O estudo da liofilização do pericárdio bovino tem como objetivo sua conservação, facilitando sua manipulação e armazenamento. O objetivo deste projeto foi o uso da teoria fenomenológica que envolve a liofilização, com a utilização de parâmetros essenciais determinados por experimentos de laboratório, para guiar o desenvolvimento de um modelo matemático capaz de descrever a dinâmica do processo de liofilização do pericárdio bovino para, através de seu estudo e da análise das características do produto liofilizado, alcançar a validação do processo. O estudo do congelamento na liofilização do pericárdio bovino foi feito, determinando-se os tempos de processo e o conteúdo de umidade residual do produto seco. A modelagem matemática do processo foi apresentada a partir da determinação de taxas de sublimação por microscopia óptica acoplada à liofilização, sob diferentes pressões de câmara e taxas de aquecimento de placa. Os produtos liofilizados foram avaliados quanto à manutenção de suas propriedades físicas. Os resultados mostraram que o congelamento lento com tratamento térmico apresentou curto tempo de liofilização e baixo valor de umidade residual do produto final. O modelo matemático demonstrou a liofilização do pericárdio bovino e o produto não apresentou alterações em suas propriedades físicas após o processo. Sendo assim, validou-se a técnica de microscopia óptica acoplada à liofilização na determinação da taxa de sublimação durante a liofilização do pericárdio bovino e validou-se o processo através da modelagem matemática. / Freeze-drying is a method of preservation that provides high-quality dehydrated products. It is a process that requires time and energy and it may take days to finish. Freeze-drying optimization is used to minimize the process time keeping the high quality of the product. Mathematical models that predict the behavior of products during freeze-drying can drastically reduce the number of experiments and determine variables in a study that could not be experimentally measured. Biological tissues are sensitive to heat and might be irreversibly modified. The study of bovine pericardium freeze-drying improves its handling and storage. The purpose of this project was to determine key parameters which served to guide the development of a mathematical model able to describe the bovine pericardium freeze-drying process and achieve its validation. The study of the freezing step in the bovine pericardium freeze-drying was done by analyzing the time of the process and the residual moisture content of the dried product. Mathematical modeling of the process was shown from the determination of sublimation rates by freeze-drying microscopy under different chamber pressures and heating rates. The freeze-dried products were evaluated for the maintenance of their physical properties. The results revealed that slow freezing with thermal treatment had short process time and low residual moisture of the final product. The mathematical model demonstrated the bovine pericardium freeze-drying and the product indicated no change in their physical properties after the process. Thus, the freeze-drying microscopy analysis was validated in determining the sublimation rate during the bovine pericardium freeze-drying and the process was endorsed through mathematical modeling.

Este trabalho descreve a reação de reticulação alternativa do pericárdio bovino com os acetais do glutaraldeído, preparados a partir da solução de glutaraldeído na presença do etanol em meio ácido. Os acetais difundem para dentro da matriz colagênica, e a reticulação ocorre após a desproteção dos grupos aldeídicos com uma amina terciária. O material obtido sob estas condições mostrou as propriedades biológicas e mecânicas similares ou superiores àqueles descritos para o pericárdio bovino reticulado pelo procedimento convencional com glutaraldeído, e provavelmente, com resultados de uma distribuição e natureza química mais homogênea das reticulações formadas, devido à ausência das reticulações polímeros de glutaraldeído. As biopróteses manufaturadas com pericárdio reticulado com acetais do glutaraldeído, também mostraram durabilidade superior e foi menos suscetível ao processo de calcificação, como determinado em implantes subcutâneos em ratos. Resultados preliminares de teste à fadiga e performance hidrodinâmica foram caracterizados por um comportamento similar àqueles materiais tratados convencionalmente sugerindo que, o pericárdio reticulado com acetais do glutaraldeído pode ser um procedimento alternativo e mais eficiente na manufatura das biopróteses, particularmente com respeito à calcificação, um dos maiores problemas encontrados pós-implante. / This work describes the cross-linking of bovine pericardium with glutaraldehyde acetals, which are its protected forms. The acetals, prepared from a glutaraldehyde solution in the presence of ethanol in acidic media was al/owed to diffuse within the collagen matrix, and cross-linking achieved by deprotection with a tertiary amine. The material obtained under this conditions showed biological and mechanical properties similar or superior to those described for bovine pericardium crosslinked by conventional procedure with glutaraldehyde, and probably, as a results of a more homogeneous distribution and chemical nature of the formed crosslinks, that is the absence of polymeric cross-links. Bioprostheses manufactured with glutaraldehyde acetals cross-linked bovine pericardium, also showed higher durability and was less susceptible to calcification process, as determined in subcutaneous implant in rats. Preliminary results on fatigue test and hydrodynamic performance were characterized by a behavior similar to those observed for conventional/y treated materials suggesting that, glutaraldehyde acetals crosslinked bovine pericardium may be an alternate and more efficient procedure in the manufacture of bioprostheses, particularly in respect to calcification, one of the major problems found post-implantation.