Uma solução de glicerofosfato de sódio, estéril e apirogênica para administração intravenosa, não disponível comercialmente no Brasil, foi desenvolvida e adicionada às nutrições parenterais padronizadas no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, com o objetivo de fornecer fósforo juntamente com o cálcio. Essas nutrições parenterais foram preparadas adicionando-se 4 mmol/dL de fósforo e 3,712 mmol/dL de cálcio, utilizando-se como fonte as soluções de glicerofosfato de sódio a 1 mmol/mL e gluconato de cálcio a 10%(p/v), respectivamente, e mantidas à temperatura de 5±3ºC por 0, 6, 12 e 24 horas, seguidas de 24 horas à temperatura ambiente (24±3ºC) e posteriormente avaliadas microscopicamente, quando preparadas com emulsão lipídica, com aumento de 400 vezes, e macroscopicamente após centrifugação a 6390 g. As preparações sem emulsão lipídica foram avaliadas macroscopicamente nas mesmas condições e também após a manutenção em temperaturas de 5±3ºC, 24±3ºC e 37°C, durante 96 horas. Em nenhuma formulação, contendo ou não emulsão lipídica, foi verificada a presença do precipitado de fosfato de cálcio. Conclusão: O glicerofosfato de sódio, quando adicionado às nutrições parenterais juntamente com o gluconato de cálcio em quantidades e nas condições avaliadas, não apresentou incompatibilidade in vitro. / A sterile and apyrogenic sodium glycerophosphate solution for intravenous administration, not commercially available in Brazil, was developed and added to standard parenteral nutrition formulations used at the University Hospital, Faculty of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, in order to supply phosphorus together with calcium. These parenteral nutrition formulations were prepared by adding 4 mmol/dL phosphorus and 3.712 mmol/dL calcium using as sources solutions of 1 mmol/mL glycerophosphate and 10% calcium gluconate (w/v) and kept at a temperature (5 + 3oC) for 0, 6, 12 and 24 hours, followed by 24 hours at room temperature of 24 + 3oC. The formulations were then evaluated microscopically, at 400 X magnification, when prepared with a lipid emulsion, and macroscopically after centrifugation at 6390 g. The preparations without a lipid emulsion were evaluated macroscopically under the same conditions and also after being kept at temperatures of 5 + 3oC, 24 + 3oC and 37oC for 96 hours. No calcium phosphate precipitates were observed in any formulation containing or not a lipid emulsion. We conclude that sodium glycerophosphate, when added to parenteral nutrition formulations together with calcium gluconate in the amounts and under the conditions tested here did not present in vitro incompatibility.

In this thesis, two potential applications of transdermal iontophoresis in the field of sports medicine were studied: (1) the local delivery of dexamethasone phosphate (Dex-Phos), a corticosteroid used to treat musculoskeletal inflammation, and (2) the extraction of systemic amino acids (AAs), potential biological markers of fatigue in athletes. The iontophoretic delivery of Dex-Phos was studied, in vitro, in order to evaluate the effects of competing ions and electroosmosis, and identify the optimal conditions for its delivery. The iontophoretic extraction of AAs from the skin was first studied in vitro, before evaluating the method in a group of human volunteers. Dex-Phos was best delivered by iontophoresis from the cathode in absence of background electrolyte in the drug solution. In this situation, the delivery of Dex-Phos is limited principally by the competition with counter-ions (mainly Na+) present subdermally and the small mobility of the drug inside the membrane. The accumulation of Cl-, released by the Ag/AgCl cathode in the drug solution during current passage, can also reduce Dex-Phos delivery. The extraction of zwitterionic AAs from the skin during iontophoresis was highly influenced by their presence in the outermost layer of the skin, the stratum corneum (SC). In the pig skin model, the amount of the AAs extracted during a short extraction period (1 hour) correlated with their abundance in the SC. Once this ‘reservoir’ was emptied (after ~3 hours of iontophoresis), the subdermal compartment could be sampled, suggesting that the method could be used to monitor systemic levels of AAs. The experiments in human volunteers revealed, however, that a 4-hour iontophoretic extraction period was insufficient to deplete the AAs SC ‘reservoir’. It follows that the method can be used to evaluate the abundance of AAs in the SC, but is unpractical for the clinical monitoring of their systemic levels.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-06-23T17:59:08Z No. of bitstreams: 1 Franciéli Mantovani..pdf: 7765122 bytes, checksum: 82188db720f66cecd4ec2033f19918df (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T17:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franciéli Mantovani..pdf: 7765122 bytes, checksum: 82188db720f66cecd4ec2033f19918df (MD5) Previous issue date: 2014-04-04 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O desenvolvimento de materiais com tecnologia avançada faz parte do processo de modernização em que se encontra a construção civil. O aperfeiçoamento de concretos coloridos produzidos com pigmentos merece atenção especial por suas propriedades físicas e químicas aliadas às questões estéticas, o qual permite o uso de elementos de concreto aparentes suscetíveis à ação das intempéries. A incorporação de pigmentos resistentes e com alto poder de coloração possibilita o uso do concreto colorido aparente, eliminando-se gastos com revestimento e manutenção excessiva. O emprego de cinza volante (CV) pode trazer melhorias nas propriedades do concreto além de, a partir da substituição do cimento, aumentar a sustentabilidade e ecoeficiência da edificação. Muitos dos pigmentos empregados na produção destes concretos originam-se de óxidos metálicos, em particular de óxidos de ferro. Alguns resíduos contém ferro em sua composição, como é o caso do lodo de fosfatização (LF), um resíduo da indústria metal mecânica, gerado no tratamento de efluentes do processo de revestimento fosfático do aço. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade do uso do resíduo lodo de fosfatização como pigmento em matriz de cimento Portland branco e cinza volante. Como é a argamassa do concreto que proporciona coloração na face aparente dos mesmos, o programa experimental empregou esta fração como matriz para conduzir os ensaios, com uma única proporção de cimento e areia e relação água/aglomerante de 0,40. Para efeitos de comparação trabalhou-se com um pigmento inorgânico, de cor alaranjada, disponível comercialmente. Conforme a prática corrente na produção de concretos pigmentados, e de acordo com a indicação do fabricante, os teores utilizados foram de 0%, 1% e 5%, em relação à massa de cimento, substituindo o agregado natural em volume. Da mesma forma, o lodo de fosfatização foi utilizado nos teores de 0%, 5%, 10% e 20%. Pesquisou-se também a influência da substituição do cimento Portland branco por cinza volante, com teores de 0%, 10% e 20%. Testou-se a resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos aos 7 e 28 dias de idade e a resistência à tração na flexão, aos 28 dias, em corpos de prova prismáticos. Os ensaios de absorção de água por capilaridade e retração avaliaram o comportamento físico das argamassas. O controle cromático foi realizado pelo método espectrofotométrico, sendo monitorados os parâmetros L*a*b* e ∆E em corpos de prova submetidos a dois estados de exposição: testemunho e natural. Para a verificação de quais fatores exercem efeito significativo sobre as variáveis de resposta, todos os resultados experimentais foram analisados estatisticamente através de uma análise de variância (ANOVA). Os resultados mostram que, em média, a cinza volante trouxe benefícios para a maior parte das propriedades estudadas, representando um ganho ambiental por ser capaz de reduzir o consumo de cimento sem causar perdas em relação à durabilidade e resistência mecânica. Os teores de materiais pigmentantes estudados foram considerados significativos para quase todas as variáveis analisadas, representando uma diminuição nos valores para os ensaios de resistência à compressão conforme o aumento do teor. Entretanto, os dois tipos de pigmentos estudados trouxeram benefícios em relação à retração e taxa de absorção capilar. Quanto à cromacidade, a pigmentação com LF foi menos intensa do que a proporcionada pelo PG, entretanto apresentou valores de variação de cor semelhantes, o que pode indicar estabilidade na matriz cimentícia. Além disso, observou-se que a incorporação de CV não trouxe prejuízos à cor. / The development of materials with advanced technology is part of the modernization process that construction area is facing. The improvement of colored concrete produced with pigments deserves special attention for their physical and chemical properties allied to aesthetic issues, which allows the use of apparent colored concrete elements susceptible to weather attack. The incorporation of resistant and high power coloring pigments allows the use of colored apparent concrete, eliminating excessive expenses with maintenance coatings. The use of fly ash (FA) can bring improvements in the properties of concrete, as well as, from the replacement of cement, leads to increase the sustainability and eco-efficiency of the building. Many of the pigments used in the actual colored concrete production are originate from metal oxides, particularly iron oxides. Some wastes contain iron in its composition, such as phosphate sludge (FS), a waste of the metalworking industry generated by the treatment of effluents in the process of steel phosphate coating. In this context, the aim of this research is to evaluate the feasibility of using phosphate sludge as a pigment, combined with white Portland cement and fly ash. As the concrete mortar is responsible for the coloration of the face side of a concrete, this fraction was employed on this experimental program as a pattern to conduct the tests with a single cement and sand ratio and a water/binder ratio of 0.40. For comparison, an inorganic pigment, commercially available, was also used. According to current practice in the production of colored concrete, and according to the pigment manufacturer, the levels used were: 0 %, 1% and 5% by mass of cement, replacing natural aggregate by volume. Similarly, the phosphate sludge was used in concentrations of: 0 %, 5 %, 10% and 20%. The influence of white Portland cement replacement by fly ash, with levels of 0%, 10% and 20%, was also evaluated. The tests included compressive strength in cylindrical specimens at ages of 7 and 28 days and tensile strength in bending, at 28 days, in prismatic specimens. The tests of water absorption by capillarity and shrinkage, evaluated the physical behavior of mortars. The color control was performed by the spectrophotometric method, monitoring the parameters L*a*b* and ∆E in specimens submitted to two states of exposure: witnessing and natural. To investigate which factors have a significant effect on the response variables, all experimental results were statistically analyzed using an ANOVA. The results show that, on average, fly ash benefited most of the studied properties with also an environmental gain by being able to reduce the consumption of cement without causing losses in relation to the durability and the mechanical strength. The contents of pigments studied were considered significant for almost all variables, representing a decrease in values for tests of compressive strength while increasing its content. However, both types of the studied pigments brought benefits in relation to the rate of shrinkage and capillarity absorption. As for the chromaticity, the FS pigmentation was less intense than that provided by the inorganic pigment. Anyway, the values showed similar color variation, which can indicate some stability in the cementitious matrix. It was observed that the incorporation of FA not bring damage to color.

Os cimentos de fosfato de cálcio (CFCs) formam uma pasta viscosa após a mistura de uma fase sólida (sal de fosfato de cálcio) com uma fase líquida (água ou uma solução aquosa). Esta pasta endurece, dando lugar a um precipitado que contenha um ou mais fosfatos de cálcio, que graças à sua formação à temperatura corporal evita uma resposta imunológica negativa do organismo. Embora uma das caraterísticas mais importantes dos cimentos de -TCP seja sua reabsorbilidade pelo organismo, a taxa de reabsorção In Vivo pode ser lenta devido à ausência de macroporos abertos. No presente trabalho foram obtidas estruturas macroporosas com presença de interconexões a partir da mistura de cimento de -TCP com uma fase líquida espumada. A fase líquida foi constituída de diferentes concentrações de hidrogenofosfato de sódio e um surfactante (Lutensol ON 110 ou Lauril Sulfato de Sódio), sendo espumada por agitação manual num sistema composto por 2 seringas conectadas por uma válvula de PVC. Após, foi acrescentado o pó de cimento, o qual foi misturado com a espuma no mesmo sistema. Verificou-se que as soluções com Lutensol apresentaram maior espumabilidade (218 – 400%) que as soluções com Lauril (63 – 209%). A difração de raios X evidenciou a transformação de -TCP em Hidroxiapatita deficiente em cálcio em todas as amostras após a imersão em solução de Ringer. As amostras preparadas com Lutensol apresentaram macroporos abertos com diâmetros maiores a 100m. Além disso foi observado que a macroestrutura final e o tamanho dos macroporos dos cimentos espumados varia em função das concentrações de fosfato e surfactante, além da proporção L/P. Por outro lado, a resistência a compressão das amostras macroporosas diminuiu com o aumento da porosidade total. Finalmente, foi observada a formação de uma camada continua de apatita sobre a superfície dos cimentos após imersão em SBF durante 21 dias. Este estudo sugere que as amostras de cimento de fosfato de cálcio espumadas com Lutensol possuem potencial para uso como arcabouços (scaffolds) para crescimento de tecidos. / Calcium phosphate cements (CPCs) form a viscous paste after mixing a solid phase (a calcium phosphate salt) with a liquid phase (water or an aqueous solution). This paste hardens, forming a precipitate with one or more calcium phosphates, which thanks to their formation at body temperature prevent a negative immune response. Even though one of the most important characteristics of -TCP cements is their resorbability in the body, their In Vivo resorption rate is low due to the lack of open macropores. In the present work, macroporous interconnected structures were obtained by mixing the -TCP cement with a foamed liquid phase. The liquid phase was composed of different concentrations of sodium hydrogenphosphate and a surfactant (Lutensol ON 110 or Sodium Lauril Sulfate), and it was foamed by manual agitation in a system of two syringes connected by a PVC valve. The cement powder was then added to the system and mixed with the foam likewise. Solutions with Lutensol showed better foamability (218 - 400%) than solutions with Lauril (63 - 209%). X-ray diffraction showed the transformation of -TCP into Calcium Deficient Hydroxyapatite in every sample after immersion in Ringer’s solution. Samples prepared with Lutensol showed open macropores with diameters greater than 100m. It was found that final macrostructure and size of macropores in the foamed cements vary according to phosphate and surfactant concentrations, as well as to the L/P ratio. It was also found that compressive strength of the macroporous samples decreased with the increase of the total porosity. Finally, a continuous apatite layer was observed on the surface of the cements after immersion in SBF for 21 days. This study suggests that the calcium phosphate cement samples foamed with Lutensol have potential to be applied as scaffolds for bone tissue regeneration.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar as interações entre bolhas com distintos tamanhos (diâmetros) e partículas minerais e o efeito de combinações destas bolhas na flotação de minérios, em escala de bancada. As bolhas empregadas nesses estudos foram: i) Nanobolhas – NBs, diâmetro médio de 150 – 200 nm; ii) Microbolhas – MBs, diâmetro médio de 70 μm; e iii) Macrobolhas – MaBs, diâmetro médio de 1 mm. As dispersões de NBs e MBs foram geradas a partir da despressurização de água saturada com ar e cavitação hidrodinâmica em válvula agulha. As pressões de saturação foram, respectivamente, 2,5 e 4,0 bar. Os estudos de interação bolhas-partícula mineral foram desenvolvidos utilizando um sistema fotográfico que permitiu avaliar a adesão de bolhas às partículas de quartzo (grão de alta pureza) e apatita em função do tipo de bolhas injetadas. Os resultados mostraram que a maior adesão de bolhas no grão de apatita ocorreu com a combinação de NBs + MBs + MaBs e, no caso do quartzo, uma expressiva concentração de MaBs aderidas foi obtida após “condicionamento” do mineral com NBs. As NBs ficaram confinadas às superfícies dos grãos minerais devido à dissipação da energia livre superficial dos sólidos em função de sua rugosidade e, desta forma, aumentaram o mecanismo de adesão de outras bolhas (MBs e/ou MaBs). O estudo de avaliação das associações de bolhas na flotação foi realizado com os sistemas minerais quartzo e minério fosfático. No caso do minério fosfático, constituído por 35% de partículas finas (< 37 μm), os estudos avaliaram a combinação de i) NBs + MaBs; ii) MBs + MaBs; e iii) NBs + MBs + MaBs, nos parâmetros cinéticos e de separação na flotação, em relação ao ensaio standard, que emprega o uso de apenas MaBs. Os efeitos foram avaliados em quatro situações que compreenderam variação de porcentagem de sólidos (28 e 35% em peso) e concentração de reagentes (1000 g.t-1 de coletor + 600 g.t-1 de depressor; e 500 g.t-1 de coletor + 300 g.t-1 de depressor; sendo que o coletor de apatita empregado foi óleo de soja saponificado com hidróxido de sódio e o depressor das partículas de ganga - magnetita, carbonatos, micas, quartzo, diopsídio e perovskita/anatásio - foi amido de milho gelatinizado com hidróxido de sódio). O emprego combinado de bolhas apresentou incrementos na recuperação de P2O5, com pequena queda no teor de P2O5 e elevada cinética, em relação aos ensaios STD em praticamente todas as condições estudadas, com valores variando entre 0,2 e 8.9%. Os incrementos quando a porcentagem de sólidos foi de 35% p/p (até 2,7%) foram consideravelmente menores que os obtidos com 28% de sólidos (até 8,9%). Em algumas condições, o uso concomitante de MBs + MaBs e NBs + MBs + MaBs foi capaz de superar, já na primeira coleta (1,5 min de ensaio), a recuperação total de fosfato obtida no ensaio standard. No caso do quartzo, os ensaios de microflotação (realizados em tubo de Hallimond modificado) com e sem a presença de NBs mostraram que a associação de NBs às MaBs aumentou a recuperação de quartzo (até 39%) em praticamente todas as condições estudadas, mostrando sua efetividade tanto com partículas finas quanto com as mais grossas. Já os ensaios realizados em célula mecânica com e sem adição de NBs, mostraram que o emprego de NBs foi responsável pelo aumento de 23 pontos percentuais na recuperação de quartzo. Ainda, a cinética de flotação aumentou significativamente e já no primeiro min do ensaio com NBs obteve-se cerca do dobro da recuperação de quartzo do ensaio standard. Os resultados obtidos na dissertação mostram o elevado potencial das NBs combinadas a outras distribuições de tamanhos de bolhas na melhoria do processo de adesão bolha-partícula e na flotação de minérios fosfáticos finos e de frações granulométricas distintas de quartzo, principalmente em tempos curtos. / The objective of this work was to evaluate the interactions between bubbles with different sizes (diameters) and mineral particles and the effect of the combinations of these bubbles on the flotation of ores, on a bench scale. The bubbles used in these studies were: i) Nanobubbles - NBs, mean diameter of 150-200 nm; ii) Microbubbles - MBs, average diameter of 70 μm; and iii) Macrobubbles - MaBs, average diameter of 1 mm. Dispersions of NBs and MBs were generated after depressurizing-cavitation of the saturated water in air. The saturation pressures were, respectively, 2.5 and 4.0 bar. The bubble-particle mineral interaction studies were developed using a photographic system that allowed to evaluate the adhesion of bubbles to the particles of quartz (high purity grain) and apatite according to the type of bubbles injected. The results showed that the highest adhesion of bubbles in the apatite grain occurred with the combination of NBs + MBs + MaBs and, in the case of quartz, an expressive concentration of adhered MaBs was obtained after "conditioning" of the mineral with NBs. The NBs were confined to the surfaces of the mineral grains as a result of the dissipation of the free surface energy of the solids due to their roughness and, therefore, it increased the adhesion mechanism of other bubbles (MBs and / or MaBs). The study of the evaluation of the associations of bubbles in the flotation was carried out with the mineral systems quartz and phosphate ore. In the case of phosphate ore, consisting of 35% fine particles (<37 μm), the studies evaluated the combination of i) NBs + MaBs; ii) MBs + MaBs; and iii) NBs + MBs + MaBs, in the kinetics and flotation separation parameters, in relation to the standard test, which employs the use of only MaBs. The effects were evaluated in four situations involving percentage of solids (28 and 35% by weight) and concentration of reagents (1000 g·t-1 collector + 600 g·t-1 depressant and 500 g·t-1 collector + 300 g·t-1 of depressor; the apatite collector used was a saponified soybean oil with sodium hydroxide and the depressant of the ganga - magnetite, carbonates, micas, quartz, diopside and perovskite / anatase particles - was a gelatinized corn starch with sodium hydroxide). The combined use of bubbles presented increases in the recovery of P2O5, with a small drop in P2O5 content and high kinetics, in relation to the STD tests in practically all the studied conditions, with values varying between 0.2 and 8.9%. The increments when the percentage of solids was 35% w/w (up to 2.7%) were considerably lower than those obtained with 28% solids (up to 8.9%). In some conditions, the concomitant use of MBs + MaBs and NBs + MBs + MaBs was able to overcome, in the first min and a half of the test, the total phosphate recovery obtained in the standard tests. Regarding the quartz, the microflotation tests (performed in modified Hallimond tube) with and without the presence of NBs showed that the association of NBs with MaBs increased the recovery of quartz (up to 39%) in practically all the studied conditions, showing its effectiveness with both fine and coarse particles. However, the tests performed in mechanical cell with and without addition of NBs showed that the use of NBs was responsible for the increase of 23 percentage points in quartz recovery. Also, flotation kinetics increased significantly and ealier in the first min of the NBs test, about twice the quartz recovery of the standard test was achieved. The results obtained in the dissertation show the high potential of NBs combined with other bubble size distributions in the improvement of the bubble-particle adhesion process and the flotation of fine phosphatic or quartz granulometric fractions, especially in short times.

Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades biológicas de cimentos experimentais a base de resina metacrilato contendo α-tricálcio fosfato (α-TCP) ou hidroxiapatita nanoparticulada (HAp) in vitro e in vivo. Para isto, os cimentos experimentais foram avaliados e comparados com AH Plus (AHP). Na etapa in vitro, os materiais foram mantidos em contato com meio de cultura por 24 horas, coletados e avaliados na concentração de 10%. Células-tronco da papila apical humana (SCAPs) foram submetidas aos ensaios de viabilidade brometo de 3-(4,5-dimetiltiazólio)-2,5-difenil tetrazólio (MTT) e sulfurodamina B (SRB) no período de 24 horas; e a bioatividade foi avaliada pela atividade da enzima fosfatase alcalina (ALP) e deposição de nódulos mineralizados pelo corante vermelho de Alizarina (AR), nos períodos de 1, 5, 10 e 15 dias. Na etapa in vivo, os materiais foram inseridos em tubos de polietileno e colocados no tecido subcutâneo de ratos para avaliação da reação inflamatória, sendo utilizado um tubo vazio como controle e avaliados os períodos de 7, 30 e 90 dias; para avaliação da deposição óssea, os cimentos α-TCP e AHP foram inseridos em cavidades confeccionadas no fêmur de ratos, sendo utilizada uma cavidade vazia como controle e avaliados os períodos de 30 e 90 dias. Para o ensaio de viabilidade e ensaios in vivo, foram utilizados os testes de Kruskal-Wallis e post hoc de Dunn; para avaliação da bioatividade in vitro foram utilizados os testes ANOVA e post hoc de Tukey (P < 0.05). HAp e AHP não apresentaram diferenças estatísticas entre si em ambos os ensaios de citotoxicidade (P> 0,05) e o α-TCP apresentou menor resultado de viabilidade no teste MTT, sendo estatisticamente diferente dos outros (P <0,05). Os ensaios de bioatividade demonstraram aumento na atividade da ALP em todos os grupos (P < 0.05). Observou-se semelhança entre os grupos no primeiro período (P > 0.05), AHP apresentou menores valores em 5 dias (P < 0.05), α-TCP apresentou os maiores valores em 10 dias (P < 0.05), e em 15 dias este cimento foi superior ao AHP (P < 0.05). AR mostrou aumento na quantidade de depósitos mineralizados após 5 dias (P < 0.05). Não houve diferença entre os grupos em 1 dia (P > 0.05), α-TCP, HAp e controle foram semelhantes aos 5 dias (P > 0.05), e em 10 e 15 dias, α-TCP apresentou os maiores valores, sendo diferente dos outros cimentos (P > 0.05). Na avaliação da resposta inflamatória in vivo, observou-se diminuição da inflamação e aumento de fibras colágenas em todos os grupos. Em 7 dias, α-TCP e HAp mostraram resultados semelhantes ao controle CT (P>0.05) e diferentes do AHP (P < 0.05), que foi o único grupo a apresentar células-gigantes neste período. Na avaliação da deposição óssea, houve aumento na deposição de 30 para 90 dias nos grupos α-TCP e controle (P < 0.05), e estes grupos apresentaram resultados semelhantes em 90 dias (P > 0.05), diferindo do AHP (P < 0.05). Conclui-se que a associação de fosfatos de cálcio à resina metacrilato apresentou bons resultados de biocompatibilidade e bioatividade in vitro e in vivo, apresentando potencial para serem utilizados como cimentos obturadores na prática clínica. / This study aimed to evaluate the biological properties of experimental sealers containing α-tricalcium phosphate (α-TCP) or nanoparticulate hydroxyapatite (HAp) in a methacrylate resin-base in vitro and in vivo. For this, the experimental sealers were evaluated and compared with AH Plus (AHP). At the in vitro assays, the materials were kept in contact with culture medium for 24 hours, collected and evaluated at concentrations of 100% and 10%. Stem cells from human apical papilla (SCAPs) were submitted to 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) and sulfurodamine B (SRB) viability assays for 24 hour; and bioactivity was evaluated by alkaline phosphatase enzyme activity (ALP) and deposition of mineralized nodules by Alizarin Red staining (AR), for 1, 5, 10 and 15 days. At in vivo assays, the materials were inserted in polyethylene tubes and placed in subcutaneous tissue of rats to evaluate the inflammatory reaction, using an empty tube as control and evaluating the periods of 7, 30 and 90 days; to evaluate bone deposition, α-TCP and AHP cements were inserted into cavities made in the femur of rats, using an empty cavity as control and evaluating the periods of 30 and 90 days. For viability and in vivo assays, Kruskal-Wallis and Dunn’s post hoc tests were used; for bioactivity, ANOVA and Tukey's post hoc tests were used (P < 0.05). HAp and AHP did not presented statistical differences from each other in both citotoxicity assays (P > 0.05), and α-TCP presented a lower viability result in MTT assay, being statistically different from the other sealers (P < 0.05). The bioactivity assays showed an increase in ALP activity for all groups (P < 0.05). Similar results were found between the groups at the first period (P > 0.05), AHP had the lowest values at 5 days (P < 0.05), α-TCP presented the highest values at 10 days (P < 0.05), and at 15 days, this sealer’s values were higher than AHP (P < 0.05). AR showed an increase in the amount of mineralized deposits after 5 days for all sealers (P < 0.05). No difference between groups were found at 1 day (P > 0.05), α-TCP, HAp and control were similar at 5 days (P > 0.05), and at 10 and 15 days, α-TCP presented the highest values, being different of the other sealers (P > 0.05). Regarding the evaluation of the inflammatory response in vivo, there was a decrease in inflammation and increase of collagen fibers in all groups. At 7 days, α-TCP and HAp showed similar results to the control (P > 0.05) and different from AHP (P < 0.05), which was the only group to present giant cells in this period. In the evaluation of bone deposition, there was an increase in deposition from 30 to 90 days for α-TCP and control groups (P < 0.05), and these groups presented similar results in 90 days (P > 0.05), differing from the AHP (P < 0.05). It was concluded that the association of calcium phosphates and methacrylate resin showed good biocompatibility and bioactivity results in vitro and in vivo, presenting potential to be used as endodontic sealers in clinical practice.

Thesis (Ph.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Chemistry, 1980. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND SCIENCE. / Vita. / Includes bibliographical references. / by William Paul Rothwell. / Ph.D.

Com o objetivo de gerar um material mais homogêneo quanto à forma e tamanho das partículas formadas (nanopartículas), o presente trabalho visa o estudo das variáveis de preparação do Nb2O5.nH2O via microemulsão inversa (ME). Por meio de um planejamento fatorial completo, estudou-se a influência da concentração do agente precursor, da ordem de adição das microemulsões e da razão água/surfatante (W) no tamanho das partículas formadas. Para análise comparativa, Nb2O5.nH2O também foi preparado pelos métodos da precipitação convencional (PC) e da precipitação em solução homogênea (PSH). Os materiais preparados foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), espectrômetria de energia dispersiva (EDS), espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise de área superficial específica pelo método B.E.T. A adsorção de íons fosfato em Nb2O5.nH2O foi estudada. A melhor forma de preparação do Nb2O5.nH2O via ME foi a utilizada no experimento 2. As micrografias MEV confirmam que os materiais preparados pelo método ME possuem partículas esféricas menores que as dos materiais preparados pelos métodos PC e PSH. Dos modelos cinéticos estudados, o que melhor se ajustou aos dados experimentais de adsorção de íons fosfato nos materiais preparados foi o de pseudo 2a ordem. A quantidade de íons fosfato adsorvida aumenta com a redução do pH da solução inicial. O modelo de isoterma de Langmuir simulou adequadamente os resultados de equilíbrio obtidos, sendo observada a seguinte ordem de capacidade de adsorção: ME2>PSHu>PC>PSHc. A adsorção de íons fosfato em Nb2O5.nH2O é espontânea e endotérmica. Os íons fosfatos podem ser dessorvidos da superfície do Nb2O5.nH2O através do ajuste do pH da solução. A adsorção de íons fosfato em óxido de nióbio hidratado envolve mecanismos de quimissorção, fisissorção e troca iônica. / In the present study the parameters of Nb2O5.nH2O precipitation via reverse microemulsion were investigated with the objective to synthesize homogeneous nanoparticles according to morphology, structure and size. Basic synthesis parameters, such as addition order of microemulsions (O), ratio of water to surfactant (W), ratio of NbOF5-2 to water, were determined by design of experiments. The Nb2O5.nH2O was also prepared by co-precipitation and homogeneous solution method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and BET specific surface area measurements. The phosphate adsorption onto Nb2O5.nH2O was performed. The best way to prepared Nb2O5.nH2O via reverse microemulsion was used in experiment 2. MEV micrographs confirmed that materials prepared by microemulsion were smallest than materials prepared by co-precipitation and homogeneous solution. The kinetic data corresponded very well to the pseudo-second-order equation. The phosphate adsorption tended to increase with a decrease of pH. The data fitted well to the Langmuir model and the adsorption capacity for the Nb2O5.nH2O presented the following decreasing order: ME2>PSHu>PC>PSHc. The thermodynamic parameters evaluated reveal the spontaneous and endothermic nature of phosphate adsorption onto Nb2O5.nH2O. Phosphate can be desorbed from the surface of hydrous niobium oxide by adjusting the pH values of the solution. The phosphate adsorption occurs by the mechanisms of chemisorptions, physisorptions and ion-exchange.

O fósforo (P) é limitante tanto na produtividade da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) quanto na atividade da microbiota do solo. Em solos de regiões tropicais, devido à elevada saturação por óxidos de ferro e alumínio, o P se encontra normalmente indisponível às plantas. Portanto, o manejo da adubação de P, baseado no uso de microrganismos capazes de promover uma melhor ciclagem do P, se faz necessário. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar as mudanças na microbiota do solo e na produtividade da cana-de-açúcar, em condições de campo, em resposta ao manejo orgânico associado à inoculação de bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF). Para tanto, foi utilizado um composto, obtido previamente por meio da compostagem de subprodutos da indústria sucroenergética (torta de filtro e cinzas), enriquecido com fosfatos de rocha (fosfato de Araxá-FA ou fosfato de Bayóvar-FB). No campo foram estabelecidos sete tratamentos, sendo um destes o tratamento controle, adubado com superfosfato triplo. Seis tratamentos compreendiam áreas adubadas com composto, sendo duas com composto que continha FA, duas com FB e duas somente com composto sem enriquecimento com P (C). A metade dessas áreas recebeu também inoculação com BSF, contendo os tratamentos FA+I, FB+I e C+I. A inoculação foi feita com Bacillus simplex BACBR04, Bacillus sp. BACBR06 e Rhizobium sp. RIZBR0. As avaliações foram realizadas durante o primeiro ano de cultivo (cana planta) em dois períodos (aos seis e 12 meses). As mudanças na microbiota foram acessadas por meio da atividade das enzimas fosfatases (ácida e alcalina), fitases e &beta;-glucosidase. Mudanças na estrutura da comunidade bacteriana e fúngica foram acessadas por meio do T-RFLP. A abundância dos genes 16S RNAr, phoD (relacionado à solubilização de P) e ITS foram avaliadas por meio de PCR quantitativo. A atividade das fosfatases e &beta;-glucosidase aumentaram com a inoculação na cana adubada com composto enriquecido com fosfato de Araxá (FA+I) e também no solo adubado com composto sem enriquecimento (C+I). Nos tratamentos FA+I e C+I houve incremento do fósforo disponível e aumento de 10% na produtividade, em relação ao tratamento controle (M). As comunidades bacteriana e fúngica do tratamento C+I se estruturaram de forma distinta em relação ao tratamento controle (M). Nos solos inoculados houve menor abundância do gene ITS aos seis meses, enquanto que, para o gene 16S RNAr, os solos inoculados apresentaram menor abundância no período de 12 meses. Verificou-se que o consórcio bacteriano inoculado, associado com a aplicação de composto, superou, no primeiro ano de cultivo, o manejo rotineiramente utilizado em cana-de-açúcar (adubação com superfosfato triplo). É possível que haja efeito residual no decorrer dos ciclos da cana-de-açúcar, o que ainda reforçaria a importância do manejo orgânico associado à inoculação com BSF. / Phosphorus (P) is limiting both the yield of sugarcane (Saccharum officinarum L.) and the activity of the soil microbiota. In tropical soils, due to the high saturation of iron and aluminum oxides, P is normally unavailable to plants. Therefore, the management of P fertilization, based on the use of microorganisms that promote better P cycling is necessary. Thus, the objective of this study was to evaluate changes in the soil microbiota and in sugarcane yield under field conditions, in response to the organic management associated with the inoculation of phosphate solubilizing bacteria (PSB). In our field experiment, our fertilizer was an organic compost, previously obtained by the composting process of by-products of the sugarcane industry (filter cake and ashes), enriched with rock phosphates (Araxá phosphate-AP or Bayóvar phosphate-BP). Seven treatments were established in the field, one of which was the control treatment, fertilized with triple superphosphate. Six treatments comprised compost fertilized areas, two with compost containing AP, two with BP, and two only with compost, and without any enrichment with P (C). Half of these areas were also inoculated with PSB, containing the treatments AP+I, BP+I and C+I. Field inoculation was done with Bacillus simplex BACBR04, Bacillus sp. BACBR06 and Rhizobium sp. RIZBR0. We performed evaluations during the first year of cultivation at two periods (at six and twelve months after planting). We accessed the changes in the microbiota through the activity of acid and alkaline phosphatases, phytases and &beta;-glucosidase. Changes in bacterial and fungal community structure were accessed through T-RFLP. We evaluated the abundance of the 16S RNAr, phoD (related to P solubilization) and ITS genes by quantitative PCR. The phosphatases and &beta;-glucosidase activity increased with the inoculation in sugarcane fertilized with compost and enriched with Araxá phosphate (AP+I) and in the soil fertilized with compost, but without any enrichment (C+I). In these treatments (AP+I and C+I), we found an increase in available phosphorus and a 10% increase in productivity, in relation to the control treatment (M). The bacterial and fungal communities of the treatments C+I presented a different structure in relation to the control treatment (M). In the soils that received bacterial inoculations, there was a lower abundance of the ITS gene at six months, whereas for the 16S RNAr gene the inoculated soils presented lower abundance at 12 months. We verified that the inoculated bacterial consortium, associated with the application of compost, overcame the conventional management in sugarcane (triple superphosphate fertilizer) in the first year of cultivation. In addition, it is possible residual effect during the sugarcane cycles, which would further reinforce the importance of organic management associated with BSF inoculation.

Nos avaliamos o efeito da adubação (orgânica e convencional) sobre a fisiologia de rizobactérias da cana-de-açúcar. Para isto, selecionamos cinco gêneros (Beijerinckia, Burkholderia, Enterobacter, Klebsiella e Pseudomonas) prevalentes em canaviais. As bactérias foram isoladas e identificadas e os parâmetros investigados foram: redução de acetileno, produção de AIA, etileno, solubilização de fosfato, excreção de aminoácidos, e antagonismo a fungos. As linhagens do gênero Burkholderia se destacaram para a solubilização de PO4 e antagonismo a fungos. As Pseudomonas se destacaram na produção de etileno e as linhagens de Beijerinckia na redução do acetileno, evidenciando capacidade de fixação de N2. Os gêneros Enterobacter, Klebsiella e Pseudomonas foram os melhores produtores de AIA. In vitro não detectamos a influência da adubação (tratamento de origem), exceto para a solubilização de PO4 inorgânico, pois nossos resultados mostraram que as bactérias oriundas do tratamento orgânico onde o P era abundante não evidenciaram potencial para solubilização de P inorgânico. / We evaluated the fertilization effect (organic and conventional) on the sugarcane rhizobacteria physiology. We isolated and identified bacteria of five genera (Beijerinckia, Burkholderia, Enterobacter, Klebsiella and Pseudomonas) prevalent in sugarcane crops. The parameters investigated were: acetylene reduction, IAA and ethylene production, phosphate solubilization, amino acid release, and antifungal activity. Burkholderia strains showed the better results in phosphate solubilization and antifungal activity. The Pseudomonas were prominent in the production of ethylene and Beijerinckia strains showed a greater N2 fixation capacity. The strains from Enterobacter, Klebsiella and Pseudomonas were the better IAA producers. In vitro, our results showed that bacteria isolated from plants submitted to organic treatment with an excess of phosphate, did not show potential for inorganic phosphate solubilization.