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Guided tissue regeneration has been considered a promising strategy to replace conventional endodontic therapy of teeth with incomplete root formation. Therefore, the objective of this study was to develop a tubular scaffold (TB-SC) with poly (caprolactone)-aligned nanofibres associated with a fibronectin (FN)-loaded collagen hydrogel and assess the pulp regeneration potential mediated by human apical papilla cells (hAPCs) using an in vitro model of teeth with incomplete root formation.Aligned nanofibre strips based on 10% poly(caprolactone) (PCL) were synthesized with the electrospinning technique to produce the TB-SCs. These were submitted to different treatments, according to the following groups: TB-SC (negative control): TB-SC without treatment; TB-SC + FN (positive control): TB-SC coated with 10 μg/ml of FN; TB-SC + H: TB-SC associated with collagen hydrogel; TB-SC + HFN: TB-SC associated with FN-loaded collagen hydrogel. Then, the biomaterials were inserted into cylindrical devices to mimic the regenerative therapy of teeth with incomplete root formation. The hAPCs were seeded on the upper surface of the TB-SCs associated or not with any treatment, and cell migration/proliferation and the gene expression of markers related to pulp regeneration (ITGA5, ITGAV, COL1A1 and COL1A3) were evaluated. The data were submitted to anova/Tukey's tests (α = 5%).Higher values of cell migration/proliferation and gene expression of all markers tested were observed in groups TB-SC + FN, TB-SC + H, and TB-SC + HFN compared with the TB-SC group (p .05). The hAPCs in the TB-SC + HFN group showed the highest values of cell proliferation and gene expression of COL1A1 and COL3A1 (p .05), as well as superior cell migration results to groups TB-SC and TB-SC + H (p .05).Aligned nanofibre scaffolds associated with the FN-loaded collagen hydrogel enhanced the migration and proliferation of hAPCs and gene expression of pulp regeneration markers. Therefore, the use of these biomaterials may be considered an interesting strategy for regenerative pulp therapy of teeth with incomplete root formation.

Objective Semiquantitative and automated measurement of nuclear material removal and cell infiltration in decellularized tendon scaffolds (DTSs). Method 16 pure New Zealand rabbits were used, and the gastrocnemius muscle tendon was collected bilaterally from half of these animals (16 tendons collected); 4 were kept as control and 12 were submitted to the decellularization protocol (DTS). Eight of the DTSs were used as an in vivo implant in the experimental rotator cuff tear (RCT) model, and the rest, as well as the controls, were used in the semiquantitative and automated evaluation of nuclear material removal. The eight additional rabbits were used to make the experimental model of RCT and subsequent evaluation of cellular infiltration after 2 or 8 weeks, within the DTS. Results The semiquantitative and automated analysis used demonstrated a removal of 79% of nuclear material (p< 0.001 and power > 99%) and a decrease of 88% (p < 0.001 and power >99%) in the area occupied by nuclear material after the decellularization protocol. On cell infiltration in DTS, an increase of 256% (p < 0.001 and power >99%) in the number of cells within the DTS was observed in the comparison between 2 and 8 weeks postoperatively. Conclusion The proposed semiquantitative and automated measurement method was able to objectively measure the removal of nuclear material and cell infiltration in DTS. Resumo Objetivo Mensuração semiquantitativa e automatizada da remoção de material nuclear e da infiltração celular em scaffolds tendinosos descelularizados (STDs). Método Foram utilizados 16 coelhos Nova Zelândia puros, sendo o tendão do músculo gastrocnêmio coletado bilateralmente de metade destes animais (16 tendões coletados); 4 foram mantidos como controle e 12 foram submetidos ao protocolo de descelularização (STD). Dos STDs, 8 foram utilizados como implante in vivo no modelo experimental de lesão do manguito rotador (LMR) e os restantes, assim como os controles, foram utilizados na avaliação semiquantitativa e automatizada da remoção de material nuclear. Os oito coelhos adicionais foram utilizados na confecção do modelo experimental de LMR e posterior avaliação da infiltração celular após 2 ou 8 semanas, dentro do STD. Resultados A análise semiquantitativa e automatizada utilizada demonstrou uma remoção de 79% do material nuclear (p< 0,001 e poder > 99%) e uma diminuição de 88% (p< 0,001 e poder > 99%) na área ocupada por material nuclear após o protocolo de descelularização. Sobre a infiltração celular no STD, foi observado um aumento de 256% (p< 0,001 e poder > 99%) no número de células dentro do STD na comparação entre 2 e 8 semanas de pós-operatório. Conclusão O método de mensuração semiquantitativo e automatizado proposto foi capaz de mensurar objetivamente a remoção de material nuclear e a infiltração celular no STD.

Orientadores: Paulo Kharmandayan, Sara Feldman Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas e Universidad Nacional de Rosario - UNR Resumo: Introdução: Na engenharia de tecidos a escolha adequada do biomaterial envolve inúmeros fatores como suas características físico químicas, custos de produção, tipo de aplicação, durabilidade, biocompatibilidade e outros. Uma grande variedade de biomateriais tem sido utilizada e o polímero poli (L, ácido lático) tem sido um dos mais vantajosos e usados dentre eles, porém seu custo o torna caro e difícil de produzir. Desta forma, se torna importante os estudos de síntese e redução de custos da produção destes materiais. Objetivo: Sintetizar o PLLA desenvolvido pelo Instituto de Biofabricação (Biofabris) em Projeto Temático (Processo FAPESP n° 2008/57860-3), para analisar a biocompatibilidade deste biomaterial e também uma comparação de custo da produção do biomaterial nacional e da importação do biopolímero. Método: Projeto de participação binacional em duas etapas, sendo a primeira da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp, com objetivo de realizar a síntese, esterilização e análise de custo de produção do biomaterial. A segunda fase, envolve ensaios de biocompatibilidade propostos na ISO 10993, na Faculdade de Ciências Médicas da UNR Argentina, onde foram realizadas as cirurgias em coelhos New Zealand, fêmeas, de 16-20 semanas de idade, de acordo com as regras do comitê de Ética no Uso de Animais de número 44371/0028 com nome de projeto "1MED423- Engenharia de Tecidos ósseos ou cartilaginosos". Total de 12 coelhos foram separados em 2 grupos de 6 animais, para estudos de 6 e 9 meses pós-implante e subdivididos em grupos, controle (lesão sem inserção de PLLA) e grupo PLLA (lesão + PLLA). Após cada período, os animais foram sacrificados, estudos histológicos, histomorfométricos, tomográficos, sanguíneos e hepáticos foram realizados para compreender a biocompatibilidade. Resultados: Os dados histológicos revelaram que o biomaterial não gerou resposta inflamatória exacerbada nem formação de superfície fibrosa sugestiva de reação de corpo estranho. Ademais, a regeneração óssea circundante à lesão realizada, reforçaram as imagens vistas em tomografia, onde mostraram resultados com diferenças significativas entre grupo controle e grupo de implantados, onde o grupo PLLA de 6 meses pós-implante apresentou uma proporção estimada 62% tecido ósseo, e o grupo sem PLLA de 30%, já os animais de 9 meses (controle e implantados), apresentaram respectivamente 66% e 31%, mantendo a diferença significativa e resultados promissores. Já quando analisadas amostras de sangue e estudos sorológicos de perfil hepático, animais controles e implantados não apresentaram diferenças significativas, mostrando que a degradação do biomaterial e sua resposta inflamatória não alteraram os valores hematológicos e enzimas hepáticas. Por fim, comparando os custos para cada grama de PLLA importada de R$11,49 e R$13,92 com o valor obtido de R$8,43 para PLLA sintetizada em laboratório, calcula-se uma diferença de R$3,06 entre PLLA sintetizada e PLLA importada (TCI America™?) e uma diferença de R$5,49 para PLLA sintetizada em laboratório em relação à PLLA importada (ACROS Organic™?). Conclusão: Dados demonstram que o biomaterial é biocompatível e o custo do PLLA sintetizado é inferior ao valor da importação do biomaterial polimerizado Abstract: Background: In tissue engineering, the appropriate choice of biomaterial involves many factors such as its physical and chemical characteristics, production costs, type of application, durability, biocompatibility and others. A great variety of biomaterials have been used and the polymer poly (L, lactic acid) has been one of the most advantageous and used among them, but its value makes it expensive and difficult to produce. Thus, it is important to study the synthesis and reduction of production costs of these materials. Objective: Synthesize the PLLA developed by the Biofabrication Institute (Biofabris) in a Thematic Project (FAPESP Case No. 2008/57860-3), to analyze the biocompatibility of this biomaterial and also a comparison of the cost of producing the national biomaterial and the imported biopolymer. Methods: This is a bi-national project in two stages, the first one at the Medical School of Unicamp, with the objective of synthesizing, sterilizing and analyzing the production cost of the biomaterial. The second stage involves biocompatibility tests proposed in ISO 10993, at the of Medical Sciences of UNR Argentina, where the surgeries were performed in 16-20-week-old female New Zealand rabbits, according to the rules of the Ethics Committee on Animal Use number 44371/0028 with project name "1MED423- Bone or cartilage tissue engineering". Total of 12 rabbits were separated into 2 groups of 6 animals for studies at 6 and 9 months post-implantation and subdivided into groups, control (lesion without PLLA insertion) and PLLA group (lesion + PLLA). After each period, the animals were sacrificed, histological, histomorphometric, tomographic, blood and liver studies were performed to understand the biocompatibility. Results: The histological data revealed that the biomaterial did not generate exacerbated inflammatory response or fibrous capsule formation suggestive of foreign body reaction. Furthermore, the bone regeneration around the lesion reinforced the images seen on tomography, which showed results with significant differences between the control group and the implanted group, where the PLLA group at 6 months post-implantation showed an estimated proportion of 62% of bone regeneration, and the group without PLLA 30%, while the animals at 9 months (control and implanted), showed respectively 66% and 31%, maintaining the significant difference and promising results. When blood samples and serological studies of liver profile were analyzed, control and implanted animals did not show significant differences, showing that the degradation of the biomaterial and its inflammatory response did not change the hematological values and liver enzymes. Finally, comparing the costs for each gram of imported PLLA of R$11.49 and R$13.92 with the value obtained of R$8.43 for laboratory synthesized PLLA, a difference of R$3.06 is calculated between synthesized PLLA and imported PLLA (TCI America™?) and a difference of R$5.49 for laboratory synthesized PLLA compared to imported PLLA (ACROS Organic™?). Conclusion: Data show that the biomaterial is biocompatible and the cost of synthesized PLLA is lower than the import value of the polymerized biomaterial Doutorado Fisiopatologia Cirúrgica Doutora em Ciências FAPESP 2017/032490

Orientadores: Americo Bortolazzo Correr, José Guilherme Neves Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: Objetivo: Sintetizar e caracterizar scaffolds porosos e membranas poliméricas de quitosana-xantana (QX) associados à Hidroxiapatita (HA) e Óxido de Grafeno (GO). Metodologia: Os scaffolds e as membranas de quitosana-xantana foram sintetizados pelo processo de liofilização e foram alocados nos seguintes grupos: 1) QX; 2) QX-HA; 3) QXHA-GO 0,5%; 4) QXHAGO 1,0%; 5) QXHAGO 1,5%. As caracterizações dos scaffolds e das membranas foram realizadas por difração de raios X (TGA) (n=3), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) (n=3), espectroscopia Raman (n=3), microscopia eletrônica de varredura (MEV) (n=3) e ângulo de contato (n=6). A análise Termogravimétrica (TGA) foi realizada para avaliar a variação da massa dos scaffolds em função da temperatura (n=3). Os scaffolds foram avaliados mecanicamente pelo ensaio de resistência a compressão (n=10) e as membranas foram avaliadas pelo ensaio de resistência à tração (n=10). A bioatividade in vitro (n=3) e a viabilidade celular in vitro (teste MTT) (n=3) também foram analisadas em ambos os materiais. Os dados foram submetidos aos testes de Normalidade e Homogeneidade. Os dados do ensaio de citotoxicidade indireta in vitro foram analisados estatisticamente por ANOVA um fator, seguido do teste de Tukey (? = 0,05). Os dados de resistência de compressão, teste de tração e de ângulo de contato foram analisados estatisticamente por ANOVA dois fatores, seguido do teste de Tukey (? = 0,05). Resultados: XRD mostrou a presença de picos de HA nas amostras de QXHA, QXHAGO 0,5%, 1,0% e 1,5%. FT-IR mostrou bandas amino e carboxílicas características de QX, e bandas de fosfato características de HA. A análise da espectroscopia Raman evidenciou alta qualidade do GO devido à presença das bandas D e G. Para os scaffolds, na análise TGA foi observada a perda de massa associada à degradação do QX por despolimerização. A análise em MEV mostrou poros nos scaffolds e estrutura densa não-porosa das membranas, além do HA incorporado e aderido ao polímero nos dois biomateriais. O teste do ângulo de contato demonstrou a característica hidrofílica de ambos, sendo que o grupo QX obteve o maior ângulo de contato e o QXHA, o menor (p

The liver is the most important metabolic hub of endo and xenobiotic compounds. Pre-clinical studies using rodents to evaluate the toxicity of new drugs and cosmetics may produce inconclusive results for predicting clinical outcomes in humans, moreover being banned in the European Union. Human liver modeling using primary hepatocytes presents low reproducibility due to batch-to-batch variability, while iPSC-derived hepatocytes in monolayer cultures (2D) show reduced cellular functionality. Here we review the current status of the two most robust in vitro approaches in improving hepatocyte phenotype and metabolism while mimicking the hepatic physiological microenvironment: organoids and liver-on-chip. Both technologies are reviewed in design and manufacturing techniques, following cellular composition and functionality. Furthermore, drug screening and liver diseases modeling efficiencies are summarized. Finally, organoid and liver-on-chip technologies are compared regarding advantages and limitations, aiming to guide the selection of appropriate models for translational research and the development of such technologies.

Orientadores: Anderson de Oliveira Lobo, Marcus Alexandre Finzi Corat Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Os meniscos do joelho são estruturas fibrocartilaginosas intra-articulares, de complexa organização da matriz extracelular (MEC), que desempenham um papel essencial na função da articulação. A baixa capacidade regenerativa intrínseca do tecido, associada a elevada incidência de lesões e a falta de um tratamento consensualmente eficaz disponível, evidencia a urgente necessidade do desenvolvimento de novas terapias para lesões meniscais, no qual a engenharia de tecidos tem emergido como uma das mais promissoras abordagens. O sucesso desta estratégia terapêutica para os meniscos está diretamente associado ao desenvolvimento scaffolds ideias capazes de reproduzir tanto a microestrutura da MEC como o formato anatômico tridimensional (3D) do tecido nativo, além de possuírem propriedades mecânicas adequadas. Nesse sentido, o principal objetivo deste trabalho foi construir um scaffold meniscal apto a cumprir com esses critérios através de uma nova estratégia de biofabricação elaborada a partir da bioimpressão 3D de hidrogel reforçado com nanofibras poliméricas biomimeticamente alinhadas. Dividido em duas partes, a primeira etapa se concentrou na otimização mecânica das membranas nanofibrosas. Para isso, membranas constituídas por fibras de policaprolactona (PCL) alinhadas radialmente e circunferencialmente incorporadas com duas diferentes concentrações de nanotubos de carbono (CNT): 0,5 e 1,0 mg.mL-1 foram produzidas a partir de um sistema específico de eletrofiação. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) demonstraram a distribuição espacial e o alinhamento das nanofibras, bem como a diminuição no tamanho médio das fibras com a adição de CNT, que teve sua presença confirmada por imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET). A análise mecânica por ensaio de tração e os ensaios biológicos in vitro mostraram uma melhora nas propriedades mecânicas relacionadas ao aumento do teor de CNT sem influenciar negativamente na sobrevivência das células-tronco mesenquimais (CTM) cultivadas sobre as membranas. Já na segunda etapa, os primeiros objetivos específicos foram utilizar essas membranas de nanocompósitos à base de PCL/CNT para reforçar mecanicamente hidrogeis bioimpressos à base de colágeno tipo 1. Para isso, as membranas de nanofibras foram inseridas entre as camadas de hidrogel durante o processo de bioimpressão em diferentes proporções: Hidrogel:nanofibras 1:0, 4:1 e 2:1. Os testes de compressão mecânica uniaxial demonstraram que a presença de camadas de nanofibras melhorou significativamente as propriedades mecânicas do hidrogel bioimpresso sem afetar de forma negativa a viabilidade das CTM que permaneceram viáveis mesmo após 7 dias de cultivo estático dentro do scaffold. Além disso, os resultados mostraram que a incorporação de nanofibras melhorou a integridade estrutural e a fidelidade da forma do scaffold em comparação com o hidrogel sem membranas nanofibrosas. A partir desses achados, nosso próximo passo foi utilizar essa estratégia de biofabricação para construir um scaffold meniscal com formato 3D e dimensões personalizadas. Para tanto, um modelo 3D digital do menisco medial do joelho humano foi reconstruído a partir de imagens obtidas por ressonância magnética nuclear (RMN) utilizando um software livre e de código aberto. Então, membranas com nanofibras biomimeticamente alinhadas puderam ser produzidas com tamanho bidimensional compatível com o menisco medial humano e, finalmente, o scaffold biomimético meniscal 3D personalizado pode ser fabricado com sucesso através da atual abordagem de biofabricação. Por fim, as descobertas do presente estudo sugerem uma potencial aplicabilidade deste método para a engenharia de tecidos do menisco do joelho Abstract: Knee menisci are intra-articular fibrocartilaginous structures with a complex extracellular matrix (ECM) organization that play an essential role in joint function. The low intrinsic regenerative capacity of the tissue, associated with a high incidence of injuries and the lack of consensually effective treatment available, highlights the urgent need to develop new therapies for meniscal injuries, in which tissue engineering has emerged as one of the most promising approaches. The success of this therapeutic strategy for menisci is strongly associated with the development of ideal scaffolds able to reproduce both the ECM microstructure and the three-dimensional (3D) anatomical shape of the native tissue, in addition to having good mechanical properties. In this sense, the main objective of this work was to build a meniscal scaffold able to fulfill these criteria through a new biofabrication strategy elaborated from the 3D bioprinting of a hydrogel reinforced with biomimetically aligned polymeric nanofibers. Divided into two parts, the first step focused on the mechanical optimization of nanofibrous membranes. For this, mats constituted by polycaprolactone (PCL) fibers aligned radially and circumferentially incorporated with two different concentrations of carbon nanotubes (CNT): 0.5 and 1.0 mg.mL-1 were produced by a specific electrospinning system. The images obtained by scanning electron microscopy (SEM) demonstrated the spatial distribution and alignment of the nanofibers, as well as the decrease in the average fiber size with the addition of CNT, which had its presence confirmed by transmission electron microscopy (TEM) images. Mechanical analysis by tensile test and in vitro biological assays showed an improvement in mechanical properties related to the increase in CNT content without negatively influencing the survival of mesenchymal stem cells (MSCs) seeded on the membranes. In the second stage, the first specific objectives were to use these nanocomposite membranes based on PCL/CNT to mechanically reinforce bioprinted type 1 collagen hydrogels. Thus, the nanofibrous mats were inserted between the hydrogel layers during the bioprinting process in different ratios: hydrogel:nanofibers 1:0, 4:1, and 2:1. Uniaxial mechanical compression tests demonstrated that the presence of nanofiber layers significantly improved the mechanical properties of the bioprinted hydrogel without negatively affecting the viability of MSCs that remained viable even after 7 days of culture within the scaffold. Furthermore, the results evidenced that the incorporation of nanofibers enhanced the scaffold's structural integrity and shape fidelity compared to the nanofiber-free hydrogel. Based on these findings, our next step was to use this biofabrication strategy to create a meniscal scaffold with a custom shape and 3D dimensions. For this, a 3D digital model of the medial meniscus of the human knee was reconstructed from images obtained by nuclear magnetic resonance (NMR) using free and open-source software. Then, biomimetically aligned nanofibers mats could be produced with a two-dimensional size compatible with the human medial meniscus and, finally, the patient-specific 3D meniscal scaffold was successfully fabricated using the current biofabrication approach. Lastly, the findings of the present study suggest a potential applicability of this method for knee meniscus tissue engineering Doutorado Clínica Médica Doutor em Ciências CAPES 001

Over the years, Medicine has gone through different fields of action to offer health and prevention in a holistic way, encompassing different forms of health care. One of these fields is the so-called Regenerative Medicine, a promising area for health professionals who want to develop new solutions for the health of their patients. Regenerative medicine constitutes a shift from the conventional medical paradigm to a new one, which seeks to regenerate the organism at the cellular or tissue level. Taking into account the theme little used in dentistry, this scientific production sought to understand how regenerative medicine is available in dentistry, seeking to explore the history of regenerative medicine in Brazilian dentistry as well as to describe the available therapies as it points out the benefits in the treatment of patients submitted to therapies available today and in addition to discussing the limits of professional activity with regenerative medicine in Brazil. Method: integrative literature review of qualitative, explanatory and deductive literature; searches were carried out in digital databases: SciELO, PubMed and LILACS; in English and Portuguese, adhere to the theme and have been published in the curvature of time from 2002 to 2022. Results: we verified the use of synthetic materials (hydroxyapatite, chitosan and carbon nanotube compound) and biological materials (PRP, stem cells ), as well as the union of the two with the same purpose of regenerating the patient's body and obtaining satisfactory results as reported by the OCT technique. We conclude that knowledge about regenerative medicine is vital in dentistry, for professionals and academics, together there is a need for more studies and records in the literature for professional guidance and advancement of methods. Ao longo dos anos, a Medicina passou por diferentes campos de atuação para oferecer saúde e prevenção de maneira holística, englobando diferentes formas de cuidado com a saúde. Um desses campos é a chamada Medicina Regenerativa, área promissora de profissionais de saúde que desejam desenvolver novas soluções para a saúde de seus pacientes. A medicina regenerativa constitui uma mudança do paradigma médico convencional para um novo, que procura a regeneração do organismo em nível celular ou tecidual. Levando em consideração a temática pouco utilizada na odontologia, esta produção científica buscou entender de que maneira a medicina regenerativa está disponível na odontologia, buscando explorar a história da medicina regenerativa na odontologia Brasileira bem como descrever as terapias disponíveis a medida que aponta os benefícios no tratamento dos pacientes submetidos as terapêuticas hoje disponíveis e além de discutir os limites de atuação profissional com a medicina regenerativa no Brasil. Método: revisão de literatura integrativa da literatura de caráter qualitativo, explicativo e dedutivo; as buscas foram realizadas no bancos de dados digitais: SciELO, PubMed e LILACS; nos idiomas inglês e português, aderir ao tema e ter sido publicada na curvatura de tempo de 2002 a 2022. Resultados: verificamos a utilização de materiais sintéticos (hidroxiapatita, quitosana e composto de nanotubos de carbono) e materiais biológicos (PRP, células-tronco), como também a união dos dois com a mesma finalidade de regenerar o corpo do paciente e obter resultados satisfatório como relata a técnica TCO. Concluímos que o conhecimento sobre a medicina regenerativa é vital na odontologia, para profissionais e acadêmicos, conjuntamente há necessidade de mais estudos e registros na literatura para orientação profissional e avanço de métodos. A lo largo de los años, la Medicina ha transitado por distintos campos de actuación para ofrecer salud y prevención de forma holística, englobando diferentes formas de atención de la salud. Uno de estos campos es la denominada Medicina Regenerativa, un área prometedora para los profesionales de la salud que quieran desarrollar nuevas soluciones para la salud de sus pacientes. La medicina regenerativa constituye un cambio del paradigma médico convencional a uno nuevo, que busca regenerar el organismo a nivel celular o tisular. Teniendo en cuenta el tema poco utilizado en odontología, esta producción científica buscó comprender cómo la medicina regenerativa está disponible en odontología, buscando explorar la historia de la medicina regenerativa en la odontología brasileña, así como describir las terapias disponibles al señalar los beneficios en el tratamiento de pacientes sometidos a las terapias disponibles hoy y además de discutir los límites de la actividad profesional con la medicina regenerativa en Brasil. Método: revisión integradora de literatura cualitativa, explicativa y deductiva; se realizaron búsquedas en bases de datos digitales: SciELO, PubMed y LILACS; en inglés y portugués, se adhieren al tema y han sido publicados en la curvatura del tiempo de 2002 a 2022. Resultados: verificamos el uso de materiales sintéticos (hidroxiapatita, quitosano y compuesto de nanotubos de carbono) y materiales biológicos (PRP, células madre), así como la unión de los dos con el mismo fin de regenerar el organismo del paciente y obtener resultados satisfactorios como lo reporta la técnica TCO. Concluimos que el conocimiento sobre medicina regenerativa es vital en odontología, para profesionales y académicos, en conjunto existe la necesidad de más estudios y registros en la literatura para orientación profesional y avance de métodos.

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Nos últimos anos, os polímeros biorreabsorvíveis ganharam importância na área médica e odontológica, sendo utilizados em um amplo número de aplicações no corpo humano, entre elas matrizes porosas tridimensionais como suporte no crescimento de células na área da engenharia tecidual. Com o objetivo de aperfeiçoar o processo de formação de matrizes como suporte na engenharia tecidual, estudou-se a utilização do compósito formado pelo copolímero PLDLA e um tipo de nanohidroxiapatita (HA) desenvolvida no laboratório de biomateriais da FEM/UNICAMP, na formação de matrizes através do processo de rotofiação. Os compósitos foram preparados utilizando-se 5% e 10% de HA em relação ao copolímero disperso em solvente clorofórmio na presença do surfactante ácido oléico. O processo de rotofiação é um processo simples, que forma uma matriz utilizando alta velocidade de rotação durante o jateamento da solução polimérica através de um orifício central sendo desnecessária, neste caso, a utilização de campo elétrico de alta voltagem, como ocorre para o processo de eletrofiação. As matrizes foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados obtidos pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que houve formação de uma matriz porosa e, portanto, o compósito pode ter uma aplicação promissora como suporte para cultura de células Abstract: In the last years, bioresorbable polymers have been receiving more importance in the medical and dentistry areas, and they have been used in a large number of applications on the human body, such as tissue engineering scaffolds. This work studies the use of a composite of poly (L-co-DL-lactic acid) (PLDLA) and nanoparticles of hydroxyapatite developed at FEM/ UNICAMP to produce membranes by Rotary Jet Spinning process. Composites were prepared with 5% and 10% of HA in a clorophormium polymer solution. Rotary Jet spinning is a simple process to produce 3D structures that does not require a high-voltage electric field, like electrospinning. The results were characterized by the following methods: scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results from SEM showed that a porous membrane was obtained which could be used as scaffold in tissue engineering Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestra em Engenharia Mecânica

A presente pesquisa teve por objetivo avaliar in vivo a influ?ncia de compostos utilizando c?lulas-tronco mesenquimais de origem adiposa diferenciadas em osteoblastos (mASCs) e seus fatores par?crinos (SP) combinados com matriz de ?cido hialur?nico de alto e baixo peso molecular (AH-HLW) e enxerto ?sseo sint?tico de hidroxiapatita 60% e beta-fosfato tric?lcico 40% (HP/?-TCP) na regenera??o ?ssea. Foram realizados 144 defeitos ?sseos cr?ticos (DOC) na regi?o femoral de 36 ratos Lewis medindo 2 mm de di?metro (dois defeitos por f?mur). Os compostos para enxertia realizados foram divididos em grupos: I- controle (negativo), tendo apenas o defeito (CT); II- concentrado de meio de cultura (SP); III- C?lulas mesenquimais adipog?nicas (mASCs) diferenciadas em osteoblastos (OST); IV- mASCs + ?cido hialur?nico (AH) (AC); V- (HP/?-TCP) (H); VI- HA-HLW + mASCs + (HP/?-TCP) (ACH). Ap?s 15 e 30 dias os ratos sofreram eutan?sia e os defeitos foram analisados por microtomografia computadorizada (micro-CT), histomorfometria, RT-PCR (Rea??o em cadeia da Polimerase em tempo Real) e ELISA (ensaio de imunoabsor??o enzim?tica). Os resultados para o teste de micro-CT do percentual de volume de tecido ?sseo neoformado sugeriram maior volume para o grupo (ACH) e (H), diferindo dos demais (p

Platelet-rich fibrin (PRF) is considered a filler biomaterial, currently used in both the medical and dental fields. This work aims to evaluate the use of PRF in aesthetic procedures and whether its use has rejuvenating action on the face. The study uses the terms "Platelet-rich fibrin", "Facial rejuvenation", "Tissue engineering" and "Cosmetic dentistry" to refine the search in the databases: PUBMED, MEDLINE and LILACS, between the beginning of the year 2016 to March of 2021. The criteria for inclusion of the articles were the use of the PRF in case studies and clinical trials in face rejuvenation. The exclusion criteria eliminated repeated studies that adopted a different design from the one mentioned above, or that addressed a therapy using the PRF that was not on the face. The search revealed experimental or observational studies considered eligible, which were included in the qualitative synthesis. The studies included showed that there is no standardization regarding the preparation of the PRF, with different application protocols for this biomaterial, and that although the authors were successful and observed improvement in relation to the appearance of the skin, there is a "high" or "undefined" risk bias favoring positive results. It was concluded that PRF is a safe material and has improved the appearance of the skin, requiring further studies to analyze its long-term effect. La fibrina rica en plaquetas (PRF) se considera un biomaterial de relleno y se utiliza actualmente tanto en el campo médico como dental. Este estudio tiene como objetivo evaluar el uso de PRF en procedimientos estéticos y si su uso tiene una acción rejuvenecedora en el rostro. El estudio utiliza los términos "Fibrina rica en plaquetas", "Rejuvenecimiento facial", "Ingeniería de tejidos" y "Odontología cosmética" para afinar la búsqueda en las bases de datos: PUBMED, MEDLINE y LILACS, entre principios del año 2016 y marzo de 2021. Los criterios para la inclusión de los artículos fueron el uso del PRF en estudios de casos y ensayos clínicos en el rejuvenecimiento del rostro. Los criterios de exclusión eliminaron estudios repetidos que adoptaron un diseño diferente al mencionado anteriormente, o que abordaron una terapia con PRF que no estaba en la cara. La búsqueda reveló 6 estudios experimentales u observacionales considerados elegibles, que fueron incluidos en la síntesis cualitativa. Los estudios incluidos mostraron que no existe una estandarización en cuanto a la preparación del PRF, con diferentes protocolos de aplicación para este biomaterial, y que si bien los autores tuvieron éxito y observaron mejoría en relación al aspecto de la piel, existe un "alto" o Sesgo de riesgo "indefinido" que favorece los resultados positivos. Se concluyó que el PRF es un material seguro y ha mejorado la apariencia de la piel, requiriendo más estudios para analizar su efecto a largo plazo. A fibrina rica em plaquetas (PRF) é considerada um biomaterial de preenchimento, empregado atualmente tanto na área médica quanto odontológica. Este trabalho tem por objetivo avaliar a utilização de PRF em procedimentos estéticos e se o seu uso possui ação rejuvenescedora na face. O estudo utiliza os termos “Fibrina rica em plaquetas”,“Rejuvenescimento facial”, “Engenharia tecidual” e “Odontologia cosmética” para refinamento da busca nas bases de dados: PUBMED, MEDLINE e LILACS, entre o início do ano de 2016 a março de 2021. Os critérios para inclusão dos artigos foram a utilização do PRF em casos de estudo e ensaios clínicos no rejuvenescimento da face. Os critérios de exclusão eliminaram estudos repetidos, que adotaram um delineamento diferente do supracitado, ou, que abordasse uma terapêutica utilizando o PRF que não fosse na face. Verificou-se com a busca 6 estudos experimentais ou observacionais considerados elegíveis, que foram incluídos na síntese qualitativa. Os trabalhos incluídos mostraram que não há padronização quanto ao preparo do PRF, havendo diferentes protocolos de aplicação desse biomaterial, e, que embora os autores tenham obtido êxito e observado melhora com relação ao aspecto da pele, há risco “alto” ou “indefinido” de viés favorecendo resultados positivos. Concluiu-se que o PRF é um material seguro e tem resultado sobre a melhora do aspecto da pele, sendo necessário estudos futuros que analisem o seu efeito a longo prazo.

The study comparing the bone regenerative capacity in an experimental model of cranial bone defects in rats, into 3 groups: G1: bone defects irradiated with photobiomodulation; G2: Biosilicate + photobiomodulation and G3: Biosilicate and Spongin + photobiomodulation. Histocompatibility and bone responses were performed after 15 and 45 days of implantation. Histological analysis demonstrated that photobiomodulation irradiated animals presented an increased amount of newly formed over time. Histomorphometry showed higher values for bone volume for G3 and G1, higher values for osteoid volume and number of osteoblasts observed for G3 compared to G2. TGF-β immunolabelling was higher for G2. The values found for VEGF were higher for biosilicate (with or without spongin) 15 days of implantation with an increased difference being observed for G1, 45 days after surgery. In conclusion, the stimulus provided by photobiomodulation associated to the biomimetic composite increased bone formation in the cranial bone defect in rats. Consequently, these data highlight the potential of the introduction of spongin into biosilicate and irradiated with photobiomodulation to improve the biological performance for bone regeneration applications. El estudio comparó la capacidad de regeneración ósea en un modelo experimental de defectos óseos craneales en ratas, en 3 grupos: G1: defectos óseos irradiados con fotobiomodulación; G2: Biosilicato + fotobiomodulación y G3: Biosilicato y Spongin + fotobiomodulación. La histocompatibilidad y las respuestas óseas se realizaron a los 15 y 45 días de la implantación. El análisis histológico demostró que los animales irradiados con fotobiomodulación presentaron una mayor cantidad de recién formados con el tiempo. La histomorfometría mostró valores más altos para el volumen óseo para G3 y G1, valores más altos para el volumen osteoide y el número de osteoblastos observados para G3 en comparación con G2. El inmunomarcaje de TGF-β fue mayor para G2. Los valores encontrados para VEGF fueron mayores para el biosilicato (con o sin esponja) a los 15 días de la implantación, observándose una mayor diferencia para G1, 45 días después de la cirugía. En conclusión, el estímulo proporcionado por la fotobiomodulación asociada al compuesto biomimético aumentó la formación de hueso en el defecto óseo craneal en ratas. En consecuencia, estos datos destacan el potencial de la introducción de espongina en biosilicato e irradiado con fotobiomodulación para mejorar el rendimiento biológico para aplicaciones de regeneración ósea. O estudo comparou a capacidade regenerativa óssea em modelo experimental de defeitos ósseos cranianos em ratos, em 3 grupos: G1: defeitos ósseos irradiados com fotobiomodulação; G2: Biosilicato + fotobiomodulação e G3: Biosilicato e esponja marinha + fotobiomodulação. A histocompatibilidade e as respostas ósseas foram realizadas após 15 e 45 dias de implantação. A análise histológica demonstrou que os animais irradiados com fotobiomodulação apresentaram um aumento da quantidade de neoformados ao longo do tempo. A histomorfometria mostrou maiores valores de volume ósseo para G3 e G1, maiores valores de volume de osteóide e número de osteoblastos observados para G3 em relação ao G2. A imunomarcação de TGF-β foi maior para G2. Os valores encontrados para VEGF foram maiores para o biosilicato (com ou sem esponja marinha) 15 dias após o implante, com diferença aumentada sendo observada para o G1, 45 dias após a cirurgia. Em conclusão, o estímulo fornecido pela fotobiomodulação associada ao compósito biomimético aumentou a formação óssea no defeito ósseo craniano em ratos. Consequentemente, esses dados destacam o potencial da introdução da esponja marinha no biosilicato e irradiada com fotobiomodulação para melhorar o desempenho biológico para aplicações de regeneração óssea.

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Estruturas tridimensionais têm sido obtidas por diversas técnicas e representam um importante enfoque no desenvolvimento de suportes porosos para a engenharia tecidual. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar arcabouços tridimensionais porosos de poli(L-co-D,L ácido lático-co-trimetileno carbonato), PLDLA-co-TMC, obtidos pela técnica de deposição de fibras 3D. Arcabouços do terpolímero PLDLA-co-TMC, nas proporções 70:30 e 50:50, foram obtidos e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, cromatografia de permeação em gel, calorimetria exploratória diferencial, análise termogravimétrica, ensaio mecânico de compressão e estudo de degradação in vitro, os quais evidenciaram suas características amorfas, geometria cilíndrica e poros interconectados. O estudo de degradação in vitro, apresentou expressiva perda das propriedades mecânicas compatíveis com queda na massa molar, acompanhada de alterações na morfologia. Avaliou-se a histocompatibilidade da associação de células-tronco mesenquimais provenientes da medula óssea de coelhos e arcabouços de PLDLA-co-TMC (70:30), obtidos pelo método de evaporação de solvente com adição de sacarose (50%), na regeneração do menisco. Nove coelhos Nova Zelândia foram submetidos a meniscectomia medial total, obtendo-se três tratamentos: implante do arcabouço de PLDLA-co-TMC com pré-cultivo celular, implante de arcabouço de PLDLA-co-TMC puro (sem células) e controle negativo (defeito sem implante). Após 24 semanas, os resultados evidenciaram a presença de fibrocartilagem nos animais tratados com arcabouço polimérico. Contudo, a regeneração obtida com arcabouços de PLDLA-co-TMC pré-cultivados com células-tronco mesenquimais apresentou-se semelhante ao tecido fibrocartilaginoso maduro do menisco normal, tanto macroscopicamente quanto histologicamente. Este estudo demonstrou a eficácia do arcabouço de PLDLA-co-TMC (70:30) na regeneração fibrocartilaginosa e o potencial do pré-cultivo de células mesenquimais na engenharia tecidual, sem o uso de fatores de crescimento. Conclui-se que os polímeros biorreabsorvíveis representam uma alternativa promissora para a regeneração tecidual Abstract: Three-dimensional structures have been obtained by various techniques and are an important focus in the development of porous scaffolds for tissue engineering. The aim of this study was to develop and characterize three-dimensional porous scaffolds of poly (L-co-D, L lactide-co-trimethylene carbonate), PLDLA-co-TMC, obtained by 3D fiber deposition technique. The PLDLA-co-TMC terpolymer scaffolds, 70:30 and 50:50, were obtained and characterized by scanning electron microscopy, gel permeation chromatography, differential scanning calorimetry, thermal gravimetric analysis, compression mechanical testing and study on in-vitro degradation, which exhibited its amorphous characteristics, cylindrical geometry and interconnected pores. The in-vitro degradation study showed significant loss of mechanical properties compatible with a decrease in molar mass, accompanied by changes in morphology. The histocompatibility association of mesenchymal stem cells from rabbits bone marrow, and PLDLA-co-TMC (70:30) scaffolds, obtained by casting with sucrose (50%), was evaluated in the meniscus regeneration, proving the potential of cell culture at in vivo tissue regeneration. Nine New Zealand rabbits underwent total medial meniscectomy, yielding three treatments: implantation of the seeded PLDLA-co-TMC scaffold, implantation of the unseeded PLDLA-co-TMC and negative control (defect without any implant). After 24 weeks, the results revealed the presence of fibrocartilage in the animals treated with polymer. However, the regeneration obtained with the seeded PLDLA-co-TMC scaffolds with mesenchymal stem cells had become intimal to mature fibrocartilaginous tissue of normal meniscus both macroscopically and histologically. This study demonstrated the effectiveness of the PLDLA-co-TMC (70:30) scaffold in meniscus regeneration and the potential of mesenchymal stem cells in tissue engineering, without the use of growth factors. It is concluded that bioresorbable polymers represent a promising alternative for tissue regeneration Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutora em Engenharia Mecânica

Orientadores: José Angelo Camilli, Eliana Aparecida de Rezende Duek Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Neste estudo, obteve-se um equivalente cutâneo composto por membrana de poli(álcool vinifico) (PVA) contendo nanopartículas de prata (AgNPs) e um arcabouço de colágeno-ácido hialurônico (col-AH) cultivado com células-tronco mesenquimais de tecido adiposo (ASC). O material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), micro-CT, ensaio microbiológico, citocompatibilidade com as ASC e liberação de Ag+ no meio de cultivo por espectrometria de emissão óptica com fonte de plasma (ICP-OES). Além disso, também foi analisado o potencial imunomodulatório das ASC cultivadas no col-AH sobre os macrófagos e a relação dessa imunomodulação sobre a expressão gênica de marcadores fibróticos pelos fibroblastos. A imunomodulação foi analisada por citometria de fluxo. A produção de citocinas inflamatórias e anti-inflamatórias foi analisada pelo Imunoensaio Multiplex. Foi demonstrado que o material apresenta poros e que uma pequena concentração de Ag+ é liberada do PVA. A presença das AgNPs não interferiu no crescimento das ASC. As ASC modularam a resposta dos macrófagos a um fenótipo anti-inflamatório por aumentarem a expressão de CD206, além de reduzirem também a quantidade de macrófagos M1(CD86+CD206-). O arcabouço de col-AH aumentou a modulação pelas ASC. O dispositivo desenvolvido é apropriado como substituto cutâneo, pois evita perda de água e infecção por microrganismos, além de modular a resposta dos macrófagos para M2. O sistema de co-cultura tridimensional (3D) desenvolvido, permite maiores estudos a respeito da modulação das mesenquimais sobre os macrófagos, em ambiente in vitro de forma mais semelhante ao in vivo Abstract: In this study, a cutaneous equivalent composed of poly (vinyl alcohol) (PVA) membrane containing silver nanoparticles (AgNPs) and a collagen-hyaluronic acid scaffold (col-HA) cultured with adipose derived mesenchymal stem cells (ASC). The material was characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), micro-CT, microbiological assay, cytocompatibility with ASCs and release of Ag+ into the culture medium by optical emission spectrometry with plasma source (ICP-OES). Additionally, it was analyzed the potential immunomodulatory effects of ASCs cultured in col-HA in macrophages response and the correlation of such immunomodulation on fibroblasts gene expression. Flow cytometry was performed to analyze immunomodulation. The production of inflammatory and anti-inflammatory cytokines was analyzed by Multiplex Imunoassay. It was shown by SEM and Confocal Microscopy that both PVA and collagen had porous structure and PVA had a slight release of Ag+. Such release did not interfere in the ASC growth. The ASC modulated the macrophages response into an anti-inflammatory phenotype due to the increased CD206 expression, as well as reduced type M1 macrophages (CD86+ CD206-). The col-HA scaffold increased the ASC modulation. The developed device is suitable as a cutaneous substitute, since it avoids loss of water and microorganisms infection, and also modulates macrophages response to type M2. The three-dimensional (3D) co-culture system here developed open news insights for further studies directed to the in vitro modulation of mesenchymal cells over macrophages response, mimicking a similar environment with in vivo features Doutorado Biologia Celular Doutora em Biologia Celular e Estrutural CNPQ 140823/2015-8 CAPES

Objectives: This literature review aimed to perform a strategic search for scientific articles on the applicability of adipose tissue stem cells associated with grafts in bone regeneration surgeries in the maxilla and atrophic mandible. Methodology: A search strategy was carried out in four databases (PubMed, Embase, Web of Science and Cochrane Library) by crossing different descriptors according to the PICO strategy. Results: 206 articles were obtained, however according to the inclusion and exclusion criteria of this review, a total of 9 articles were selected for a critical and analytical analysis. The results of articles from this review showed that for obtaining mesenchymal stem cells (MSCs) from adipose tissue, it can be collected from abdominal tissue (TA) or by buccal fat pad (BB). Studies that carried out the characterization of the cells present in the adipose tissue result in expression of markers of mesenchymal cells. For transplantation in a clinical approach, surgeries for maxillary sinus grafting, bone regeneration for atrophic premaxilla and mandible, as well as condyle fracture, demonstrated good outcomes when MSCs or the stromal vascular fraction (SVF) were associated with autogenous, alloplastic, allogenic or xenogenic grafts. Conclusion: According to the limited scientific evidence, the cellular approach with SVF and CTMs derived from TA or BB prove to be safe and effective when associated with autogenous, alloplastic, allogenic or xenogenic grafts, improving the osteogenic potential in bone regeneration surgeries. Objetivo: Esta revisión de la literatura tiene como objetivo realizar una búsqueda estratégica de artículos científicos sobre la aplicabilidad de las células madre del tejido adiposo asociadas a los injertos en cirugías de regeneración ósea en el maxilar y la mandíbula atrófica. Metodología: Se realizó una estrategia de búsqueda en cuatro bases de datos (PubMed, Embase, Web of Science y Cochrane Library) cruzando diferentes descriptores según la estrategia PICO. Resultados: 206 artículos fueron recuperados, más de acuerdo con los criterios de inclusión y exclusión de esta revisión, un total de 9 artículos fueron seleccionados para su análisis crítico y analítico. Los resultados mostraron que para obtener células madre mesenquimales (MSC) a partir del tejido adiposo, se pueden recolectar del tejido abdominal (TA) o mediante la bola de Bichat (BB). Los estudios que llevaron a cabo la caracterización de células presentes en el tejido adiposo, dan como resultado la expresión de marcadores de células mesenquimales. Para el trasplante en un abordaje clínico, las cirugías para el levantamiento del seno maxilar, la regeneración ósea en la atrófica premaxila y mandíbula, así como la fractura del cóndilo, mostraron buenos resultados cuando las CMM o la fracción estromal vascular (FVE) cuando asociada con injerto autógenos, aloplástico, alogénicos y xenogénicos. Conclusión: De acuerdo con la limitada evidencia científica, el abordaje celular con FVE y CTMs derivados de TA o BB resulta en un seguro y efectivo método cuando se asocia a injertos autógenos, aloplástico, alogénicos y xenogénicos, favoreciendo el potencial osteogénico en cirugías de regeneración ósea. Objetivo: Esta revisão de literatura tem como objetivo realizar uma busca estratégica de artigos científicos sobre a aplicabilidade das células-tronco do tecido adiposo associado aos enxertos em cirurgias de regeneração óssea em maxila e mandíbula atrófica. Metodologia: Foi realizada uma estratégia de busca em quatro bases de dados (PubMed, Embase, Web of Science e Cochrane Library) por meio do cruzamento de diferentes descritores de acordo com a estratégia PICO. Resultados: Foram recuperados 206 artigos, porém, de acordo com os critérios de inclusão e exclusão desta revisão, um total de 9 artigos foram selecionados para uma análise crítica e analítica. Os resultados dos artigos desta revisão demonstraram que para a obtenção das células-tronco mesenquimais (CTMs) do tecido adiposo, pode ser coletada através do tecido abdominal (TA) ou pela bola de Bichat (BB). Estudos que realizaram a caracterização das células presentes no tecido adiposo, resultam em expressão de marcadores de células mesenquimais. Para a transplantação em abordagem clínica, as cirurgias de levantamento de seio maxilar, regeneração óssea em pré-maxila e mandíbula atrófica, assim como fratura de côndilo, demonstraram bons resultados quando as CTMs ou com a fração vascular estromal (FVE) foram associados com enxerto autógeno, xenógeno ou aloplástico. Conclusão: Apesar da limitada evidência científica, a abordagem celular com FVE e as CTMs derivadas do TA ou BB demonstram ser seguras e eficazes quando associadas com enxerto autógeno, sintético, alógeno ou xenógeno, favorecendo o potencial osteogênico nas cirurgias de regeneração óssea.

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Paulo Jorge da Silva Bártolo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A busca por soluções que resgatem a saúde e a dignidade de vítimas de acidentes ou com problemas de saúde, como perda ou danos de órgãos, tem motivado uma evolução acelerada da biofabricação. Novos materiais e técnicas de fabricação vêm sendo desenvolvidos rapidamente com o apoio dos recursos computacionais, que se torna parte imprescindível deste processo. O objeto de estudo desta tese vem ao encontro do desenvolvimento de ferramentas computacionais e procedimentos para a biofabricação, o que requer a utilização de um material biocompatível. O material em questão é o alginato, um hidrogel proveniente de algas pardas marinhas e que tem sido amplamente utilizado em diversos setores por mais de cinquenta anos. Uma caracterização mecânica do alginato é realizada, com auxílio de um reômetro de pratos e de um analisador dinâmico mecânico (DMA), bem como uma caracterização do comportamento químico, tal como o seu poder de inchamento (swelling) e o seu processo de reticulação (gelação), a fim de servirem como dados de alimentação para as aplicações das ferramentas computacionais, nomeadamente, o Ansys e a técnica de otimização dos algoritmos genéticos. O Ansys é utilizado na simulação do comportamento de escoamento do alginato puro. Já os algoritmos genéticos, como ferramentas de otimização de propriedades físicas de estruturas em alginato. Resumo: A busca por soluções que resgatem a saúde e a dignidade de vítimas de acidentes ou com problemas de saúde, como perda ou danos de órgãos, tem motivado uma evolução acelerada da biofabricação. Novos materiais e técnicas de fabricação vêm sendo desenvolvidos rapidamente com o apoio dos recursos computacionais, que se torna parte imprescindível deste processo. O objeto de estudo desta tese vem ao encontro do desenvolvimento de ferramentas computacionais e procedimentos para a biofabricação, o que requer a utilização de um material biocompatível. O material em questão é o alginato, um hidrogel proveniente de algas pardas marinhas e que tem sido amplamente utilizado em diversos setores por mais de cinquenta anos. Uma caracterização mecânica do alginato é realizada, com auxílio de um reômetro de pratos e de um analisador dinâmico mecânico (DMA), bem como uma caracterização do comportamento químico, tal como o seu poder de inchamento (swelling) e o seu processo de reticulação (gelação), a fim de servirem como dados de alimentação para as aplicações das ferramentas computacionais, nomeadamente, o Ansys e a técnica de otimização dos algoritmos genéticos. O Ansys é utilizado na simulação do comportamento de escoamento do alginato puro. Já os algoritmos genéticos, como ferramentas de otimização de propriedades físicas de estruturas em alginato. Doutorado Desenvolvimento de Processos Químicos Doutor em Engenharia Química

Orientador: Marcos Akira D'Ávila Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: A engenharia tecidual é uma linha de pesquisa que emerge como a sinergia entre diferentes ramos da ciência. É orientada à obtenção de estruturas com características semelhantes à matriz extracelular (ECM) de diferentes órgãos e tecidos, com o objetivo de reparar, regenerar ou restaurar tecido danificado. Surge como uma solução viável para diferentes problemas de saúde, que com tratamentos convencionais têm limitações, principalmente devido à pequena quantidade de doadores. As estruturas que imitam as características da ECM são chamadas de scaffolds. A manufatura aditiva permite fabricar scaffolds com geometria controlada e 100% de interconectividade, mediante a aplicação progressiva de camadas de material. Neste trabalho foram fabricados scaffolds de policaprolactona (PCL) e scaffolds de compósitos de matriz PCL reforçados com ? fosfato tricálcico (?-TCP) para aplicações em tecido ósseo. Foram utilizadas composições de 10, 20 e 30% em peso de reforço. Primeiramente foram definidos os parâmetros de processamento, além disso, foi realizada a caracterização reológica do PCL mediante reometria capilar. Seguidamente foram fabricados scaffolds utilizando o processo de impressão 3D por rosca de extrusão, desenvolvido no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Para a fabricação dos scaffolds foi desenvolvido um software que permite gerar trajetórias de impressão contínuas em curtos tempos. Posteriormente, foram caracterizadas as propriedades térmicas mediante a análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), a morfologia dos scaffolds utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada (Micro-CT), a presença do reforço mediante difração de raios-X (XRD) e a estrutura química mediante espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). A caracterização mecânica foi realizada mediante o ensaio de compressão e a caracterização das propriedades hidrofílicas mediante a medição do ângulo de contato. Finalmente foi feito o ensaio de citotoxicidade in vitro. Os scaffolds fabricados apresentaram boas características morfológicas e propriedades dentro da faixa de aplicações em tecido ósseo. O ensaio de citotoxicidade in vitro mostrou que os scaffolds fabricados têm potencial para serem utilizados em aplicações em tecido ósseo Abstract: Tissue engineering emerges as the synergy between different scientific fields. Its main objective is to repair, regenerate or restore damaged tissues or organs through the fabrication of structures with similar characteristics to the extracellular matrix (ECM). It is a viable solution to health problems, because conventional treatments have limitations, mainly due to the small number of donors. Structures that mimic the ECM characteristics are known as scaffolds. Additive manufacturing enables the fabrication of scaffolds with controlled geometry and 100% of interconnectivity through the progressive application of material layers. In this work, polycaprolactone (PCL) and PCL composites reinforced with ? tricalcium phosphate (?-TCP) were manufactured for bone tissue applications. Compositions of 10, 20 and 30% by weight of ?-TCP were used. Initially, processing parameters were determined. Furthermore, rheological properties of PCL were obtained by capillary rheometry. Then scaffolds were fabricated by 3D mini-screw extrusion printing, which was developed at the Renato Archer Information Technology Center (CTI). To fabricate scaffolds in short times and with continuous path, generator software was developed. Subsequently, thermal properties were obtained by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), scaffolds morphology using computed microtomography (Micro-CT) and scanning electron microscopy (SEM), the reinforcement presence by X-ray diffraction (XRD) and chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Mechanical characterization was performed by compression test and hydrophilic properties were studied by measuring the contact angle of water drops. Finally, cytotoxicity in vitro assay was performed. The fabricated scaffolds have good characteristics and suitable properties. Cytotoxicity in vitro assay shows that the scaffolds have potential for bone tissue applications Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ângela Maria Moraes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: Neste trabalho visou-se desenvolver e avaliar o uso de suportes porosos produzidos com xantana, quitosana e Poloxamer P188, perfurados (QXp) ou não (QX), e de poli(caprolactona) (PCL) eletrofiada contendo ou não dexametasona (DEX) para adesão, crescimento e diferenciação de células-tronco mesenquimais (CTM) dentárias, ainda pouco exploradas com tal finalidade, em combinação com o fator de diferenciação kartogenina. Foram analisados o aspecto, morfologia da superfície, absorção e perda de massa em diferentes soluções aquosas, espessura, eficiência de incorporação e cinética de liberação da dexametasona, comportamento térmico, cristalinidade e citotoxicidade indireta dos suportes. O comportamento das CTM foi avaliado por determinação dos parâmetros cinéticos de crescimento, microscopia eletrônica de varredura e análise histológica da diferenciação celular. Os suportes QXp apresentaram interconectividade aumentada entre os poros. A matriz de PCL exibiu aspecto macroscópico homogêneo e flexível, com distribuição aleatória de fibras, e a presença de DEX não resultou em diferença macroscópica na morfologia dos suportes. Maior absorção foi verificada para QXp, em água. Para os suportes de PCL, devido à limitada absorção, notou-se menor perda de massa. As espessuras médias variaram de 887 a 969 µm para suportes QXp e de 286 a 395 µm para os de PCL. A impregnação de DEX nos suportes QXp não foi efetiva. Porém, nos suportes de PCL, o fármaco foi adequadamente incorporado por adição direta, notando-se liberação máxima em 72 h em concentração apropriada para a diferenciação celular em condrócitos. A adição de DEX não alterou a estabilidade do suporte de PCL de acordo com dados de análise termogravimétrica. A análise de difração de raios X demonstrou estrutura amorfa para os suportes QXp e cristalina para os de PCL. A velocidade específica máxima de crescimento das CTM dentárias foi de 0,03 h-1, e o tempo de duplicação, de 23,1 h. Baixa citotoxicidade foi verificada para todas as matrizes, sendo as de PCL menos citotóxicas que as de QXp. A menor concentração de kartogenina utilizada (100 nmol/L) foi a mais adequada para a indução da diferenciação celular, por implicar em menor relação custo/benefício. Observou-se adesão, proliferação e diferenciação apropriadas das células em condrócitos tanto nos suportes de QXp quanto nos de PCL com dexametasona, concluindo-se que ambos são aplicáveis na área de Engenharia de Tecidos cartilaginosos Abstract: This study aimed the development and performance evaluation of porous scaffolds produced with chitosan, xanthan gum (CX) and Poloxamer P188, perforated (CXp) or not (CX), and with electrospun poly(caprolactone) (PCL) incorporating or not dexamethasone (DEX), for adhesion, growth and differentiation of dental mesenchymal stem cells (MSC), yet unexplored for such purpose, in association with kartogenin as a differentiation factor. Characterizations regarding aspect, surface morphology, absorption and weight loss in different aqueous solutions, thickness, dexamethasone incorporation efficiency and release kinetics, thermogravimetric behavior, crystallinity, and indirect cytotoxicity were performed. The behavior of MSC was evaluated by determining their growth kinetic parameters, scanning electron microscopy and cell differentiation by histological analysis. The CXp scaffolds showed improved pore interconnectivity. The PCL scaffolds showed to be homogeneous and flexible, with randomic fiber distribution, and the presence of DEX did not result in macroscopic differences in the morphology of the scaffolds. The highest absorption was detected in water for CXp. Due to the limited liquid absorption, the PCL scaffolds showed low mass loss. The mean thickness values ranged from 887 to 969 µm for CXp scaffolds and from 286 to 395 µm for PCL scaffolds. DEX impregnation in CXp scaffolds was not effective, but in the PCL ones, it was successfully incorporated by direct addition, showing maximal release in 72 h at a concentration suitable for cell differentiation in chondrocytes. The addition of dexamethasone did not alter the stability and decomposition of the PCL scaffold according to thermogravimetric analysis. The X-ray diffraction analysis showed amorphous structure for CXp scaffolds and crystalline structure for those constituted of PCL. The maximum specific growth rate of dental MSC was 0.03 h-1, and cell doubling time was 23.1 h. Low cytotoxicity was detected for all matrices, but those produced with PCL showed lower values the CXp formulation. The lowest kartogenin concentration (100 nmol/L) was the most appropriate to induce cell differentiation due to its lower cost/benefit ratio. Adequate adhesion, proliferation and differentiation of the MSC cells into chondrocytes were observed both in the CXp matrix and in the PCL scaffolds. Therefore, it was concluded that both types of matrices are suitable as scaffolds for the application in cartilage Tissue Engineering Mestrado Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos Mestra em Engenharia Química CAPES FAPESP

Orientador: Maria Clara Filippini Ierardi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: A motivação por proporcionar melhor qualidade de vida à população no tratamento de condições patológicas relacionadas à sua maior longevidade ou por outras origens, associados às tecnologias de desenvolvimento e de transformação de materiais tradicionais e emergentes e à maior compreensão do organismo humano possibilitam o surgimento de um campo inter e multidisciplinar do conhecimento, a Engenharia Tecidual. Este trabalho visa à obtenção de um material compósito constituído de um grade comercial à base de poli(ácido láctico) (PLA) e ?-fosfato tricálcico (?-TCP) sintetizadas por reação via estado sólido a partir de calcita e monetita comerciais para verificação da influência do teor de fase cerâmica em suas propriedades térmicas, mecânicas de curta duração e dinâmico-mecânicas. O trabalho consiste das seguintes etapas: (i) extrusão do compósito em composições de interesse do material cerâmico e do PLA em extrusora de rosca dupla co-rotacional; (iii) fabricação de corpos-de-prova através do processo de moldagem por injeção e (iv) caracterização de suas propriedades mecânicas em tração, flexão e dinâmico-mecânicas e comportamento térmico, visando compreender a interação entre as fases materiais para aplicações em Engenharia Tecidual. Os resultados indicam que a incorporação de ?-TCP não produz efeito nucleante na matriz de PLA e que a natureza da adesão entre os componentes do sistema é termomecânica, observada pelo aumento do valor de módulo de Young e de flexão em função do teor de ?-TCP incorporado à matriz de PLA. Contudo, dada a adesão fraca, não foram observados acréscimos em propriedades mecânicas determinadas em níveis maiores de tensão e deformação. De maneira geral, a composição contendo 20%, em fração mássica, de teor nominal de ?-TCP apresentou melhores ganhos em propriedades, ao passo que manteve a característica de fratura dúctil peculiar aos polímeros Abstract: The motivation for providing better life quality for the population in the treatment of pathological issues of several sources, associated with Materials Science and Engineering as well as the greater understanding of the human body provided by Health Sciences allow the rise of an inter and multidisciplinary field of knowledge, Tissue Engineering. This work aims to obtain a composite material based on poly (lactic acid) (PLA) and ?-Tricalcium Phosphate (?-TCP), synthesized by reaction via solid from calcite and monetite to study the influence of the ceramic phase content in their thermal, short-term mechanical, and dynamic mechanical behaviours. This work consists of the steps as follows: (i) extrusion of compositions of a PLA/?-TCP composite in a twin screw extruder; (iii) fabrication of samples through injection moulding, and (iv) characterization of its mechanical properties in tensile, flexural tests, dynamic-mechanical and thermal behaviours in order to understand the interaction between their material phases for applications in the field of Tissue Engineering. The DSC and the DMTA results showed that the incorporation of ?-TCP in the PLA matrix produces no nucleating effect throughout the matrix, and that the nature of the adhesion between the system components is thermomechanical only, which can be observed by the increase of the Young's and flexural moduli as the content of ?-TCP incorporated into the PLA matrix is increased. However, due to the poor adhesion between these phases, increases in certain mechanical properties at higher levels of stress and strain, such as tensile strength and flexural strength, were not observed. In general, the composition containing 20 % w/w of ?-TCP properties has shown the highest improvements, while it has maintained the ductile fracture behaviour of polymer matrixes Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestre em Engenharia Mecânica CAPES 33003017

Orientador: Marisa Masumi Beppu Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A fibroína de seda (SF) e a glucomanana de konjac (KGM) são materiais considerados promissores no campo de bioengenharia por possuírem características como baixa toxicidade, biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa resposta imunológica. Esferas de polímeros naturais podem ser especialmente interessantes para diversas aplicações como, por exemplo, liberação controlada e scaffolds. Entretanto produzir esferas de polímeros naturais pode ser um processo desafiador, tendo em vista que esses polímeros não são passíveis de fácil uso devido à inversão de fases e reticulação, quando estão misturados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para obtenção de esferas porosas de fibroína de seda e glucomanana de konjac através do gotejamento em nitrogênio líquido visando à associação das qualidades destes polímeros puros e analisar a influência etanol. A combinação de fibroína de seda com glucomanana resultou na melhoria de algumas propriedades, como resistência à compressão mecânica e porosidade superficial, devido às transições estruturais causadas por interações entre a proteína e o polissacarídeo natural. A utilização do tratamento com etanol 95% também proporcionou melhorias em tais propriedades, devido à alteração conformacional de seda I para seda II na SF e o aumento da alcalinidade do sistema que promoveu a desacetilação na KGM. A morfologia encontrada nas esferas de SF/KGM 50:50 (v/v) com tratamento com etanol 95% pode possibilitar uma melhor adesão celular, devido a rugosidade, e crescimento celular e transporte de nutrientes, devido a porosidade apresentada. Além disso, constatou-se que estas não apresentaram citotoxicidade para células de fibroblastos e queratinócitos. Baseando-se nas análises de FTIR e resistência a compressão mecânica foi possível inferir que a interação entre fibroína e glucomanana ocorre através de ligações de hidrogênio intermoleculares. Os resultados de testes reológicos apresentaram comportamento pseudoplástico das soluções, sendo que a mistura dos polímeros mostrou um comportamento de não idealidade. Pela análise de DSC constatou-se que a combinação de fibroína e glucomanana apresentou uma mistura miscível, indicando a existência de interação entre as moléculas. Portanto, as esferas produzidas a partir da mistura dos polímeros naturais estudados apresentaram características interessantes para diversas aplicações, de forma mais promissora, na área de engenharia tecidual Abstract: Silk fibroin (SF) and konjac glucomannan (KGM) are considered promising materials in bioengineering field due to their characteristics of low toxicity, biocompatibility, biodegradability and low immune response. Beads of natural polymers may be especially interesting for various applications such as controlled release and scaffolds. However producing beads of natural polymers can be a challenging process, given that these polymers are not amenable to easy use due to phase inversion and crosslinking, when they are mixed. The aim of this study was to develop a methodology to obtain porous beads of silk fibroin and konjac glucomannan through dripping in liquid nitrogen with a view to association of the qualities of pure natural polymers and analyze the influence of ethanol. The combination of silk fibroin with glucomannan resulted in improvement of some properties, as mechanical compression resistance and surface porosity due to structural transitions caused by interactions between the natural protein and the polysaccharide. Treatment in ethanol 95% also provided improvements in these properties due to conformational transition of silk I to silk II SF and increased alkalinity system which promotes deacetylation in KGM. The morphology found on the beads SF/KGM 50:50 (v/v) to treatment with ethanol 95% may provide improved cell adhesion, due to surface roughness, and cell growth and nutrient transport, due to the porosity provided. Furthermore, it was found that these showed no cytotoxic to fibroblasts and keratinocyte cells. Based on the analysis of FTIR and mechanical compression resistance it was possible to infer that the interaction between fibroin and glucomannan occurs through intermolecular hydrogen bonds. The results of rheology tests showed pseudoplastic behavior of the solutions, wherein the blend of polymers showed behavior of non-ideality. By the DSC analysis it was observed that the combination of fibroin and glucomannan showed a miscible blend, indicating the existence of interaction between molecules. Therefore, the beads produced from the blend of the polymer revealed interesting characteristics for various applications, most promising form in tissue engineering Mestrado Engenharia de Processos Mestra em Engenharia Química CNPQ 131243/2014-4

Orientador: Rubens Maciel Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O desenvolvimento de materiais para a aplicação em engenharia tecidual vem sendo um dos grandes desafios na pesquisa de biomateriais. Polímeros não tóxicos e biocompatíveis ao corpo humano são estudados para viabilizar sua aplicação em técnicas avançadas de biofabricação, como a prototipagem rápida. Estas técnicas utilizam biomateriais, permitindo manipular e depositar nestes, células vivas em um processo de construção por camadas de matrizes ou -scaffoldsII, possibilitando seu posterior uso como dispositivos médicos. Dentre os biomateriais que podem ser utilizados na prototipagem rápida para uso biomédico, encontra-se o poli (ácido láctico) ou PLA, o qual é sintetizado a partir do ácido láctico que pode ser obtido por fermentação de açúcares extraídos de fontes renováveis, tais como cana-de-açúcar e milho. O PLA é um polímero biocompatível usado em várias aplicações biomédicas, devido à sua degradabilidade em contato com fluidos corpóreos e capacidade de ser absorvido pelo corpo humano. Trata-se de um polímero muito versátil que pode ser produzido com ampla gama de propriedades. Devido a estas características, encontrar os valores ótimos de todas as variáveis para atingir propriedades específicas do produto, torna-se inviável experimentalmente, visto que há elevado custo e grande tempo requerido pelos experimentos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma planta de processamento virtual para estudar e simular o processo de síntese do PLA a partir de fontes renováveis usando o simulador comercial ASPEN PLUS®. Através das simulações foram identificadas as relações das propriedades do polímero com as condições operacionais (temperatura, pressão, entre outras) e de projeto (volume reacional), visando obter um produto final com alta massa molar e pureza Abstract: The development of successful materials for use in tissue engineering has been one of the major challenges in biomaterials research. Biocompatible polymers as well as advanced biomanufacturing techniques, such as rapid prototyping, have been extensively studied. These techniques use biomaterials that allow the manipulation and deposition of living cells in a layer-by-layer building process to create- scaffoldsII for further use as medical devices. Poly (lactic acid) or PLA, which is synthesized from lactic acid obtained by fermentation of sugars derived from renewable sources such as sugar cane and corn, is one of the most common biomaterials employed in rapid prototyping. PLA is a biocompatible polymer used in several biomedical applications due to its high biodegradability in contact with body fluids and its ability to be absorbed by the human body. Furthermore, it is a very versatile polymer that can be produced with a wide range of properties. Therefore, the experimental process to adjust and optimize all the variables in order to achieve specific properties of the product is impractical, not only because of the high economic cost it involves, but also because of the time-consuming nature of the process. In this context, the study and simulation of the synthesis of PLA from renewable sources was proposed using the commercial simulator ASPEN PLUS® in order to identify the relationship between the polymer properties and the operating conditions (temperature, pressure, etc.) as well as the design conditions (reaction volume) so as to achieve a final product with high molecular weight number Mestrado Desenvolvimento de Processos Químicos Mestre em Engenharia Química

O ácido polilático (PLA) é um biomaterial com diversas aplicações biomédicas e tem se destacado como um arcabouço promissor na engenharia de tecidos principalmente devido à sua biocompatibilidade, fácil manipulação e baixo custo. O laser de baixa intensidade (LBI) tem se mostrado uma ferramenta útil para promover a bioestimulação in vitro de vários tipos celulares. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da fotobiomodulação com LBI na viabilidade e proliferação de células-tronco do ligamento periodontal humano (hPDLSC) cultivadas em arcabouços de PLA. Filmes de PLA foram produzidos e a topografia da superfície foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As hPDLSC foram isoladas, caracterizadas e cultivadas nos filmes de PLA e os espécimes foram divididos em dois grupos: Controle – não irradiado; e Laser – submetido à irradiação com laser diodo (InGaAIP) com comprimento de onda de 660 nm, potência de 30 mW, e dose única de 1 J/cm², de modo contínuo. As análises de viabilidade celular foram realizadas 24 e 48 horas após a irradiação através do ensaio bioquímico Alamar Blue e do ensaio Live/Dead. Os eventos do ciclo celular foram avaliados por citometria de fluxo e a morfologia da interação célula-biomaterial foi avaliada por MEV. Os filmes produzidos exibiram uma superfície plana e regular, com presença eventual de pequenos poros e rugosidade média de 59,381 nm. Os resultados do ensaio Alamar Blue mostraram uma maior atividade metabólica celular no grupo irradiado em relação ao controle em 24 (p

Avanços na engenharia tecidual trazem possibilidades terapêuticas inovadoras na odontologia, aliados a reabilitação oral do paciente. Dentro da endodontia, este campo é bastante novo e promissor, uma vez que pode revolucionar os tratamentos atuais utilizados para as doenças de polpa dentária e fornecer uma possibilidade de regeneração pulpar.Os scaffolds são estruturas tridimensionais semelhantes ao tecido original, em textura macro e micro-geometria favorecendo a adesão celular e sua consequente expressão. O melhor scaffold para a engenharia de tecidos seria a matriz extra-celular descelularizada do tecido alvo, uma vez que, a descelularização permite que os pesquisadores obtenham matrizes naturais, livres de células, caracterizadas por organização 3D adequada e composição molecular adequada. Este estudo se propôs a uma revisão sistemática sobre os melhores métodos para descelularização e recelularização da polpa dentária para a confecção de scaffolds naturais para utilização em revitalização pulpar. Um total de 300 referências foi recuperado nas bases de dados eletrônicas pesquisadas até maio de 2020, com primeira pesquisa realizada em julho de 2019. Após a remoção das duplicatas 174 títulos / resumos foram avaliados por dois revisores independentes, calibrados de acordo com os critérios de elegibilidade propostos. O resultado do processo de calibração demonstrou um nível de concordância substancial entre os revisores (κ =0.75) e um total de 6 artigos foram incluídos na sintese qualitativa de resultados. Estudos in vitro e in vivo dos estudos recuperados demonstraram algum nível de resultados positivos em relação aos testes biológicos, mesmo à luz dos diferentes níveis de complexidade dos testes realizados entre os diferentes estudos. Resultados promissores foram observados no desenvolvimento de scaffolds biológicos decelularizados derivado da polpa dentária com a perseveração de componentes estruturais extracelulares necessários para regeneração tecidual. No entanto, os dados atuais são heterogêneos demais para comparar e identificar as vantagens de qualquer método específico utilizado nos estudos recuperados. Advances in tissue engineering creates innovative therapeutic possibilities in dentistry, combined with oral rehabilitation of the patient. Within endodontics, this field is quite new and promising, since it can revolutionize current treatments used for dental pulp diseases and provide a possibility of pulp regeneration. Scaffolds are threedimensional structures similar to the original tissue, in texture macro and micro geometry, which favors cell adhesion and its consequent expression. The best scaffold for tissue engineering would be the decellularized extracellular matrix of the target tissue, since decellularization allows researchers to obtain natural, cell-free matrices, characterized by adequate 3D organization and adequate molecular composition. This study proposed a systematic review on the best methods for decellularization and recelularization of dental pulp for making natural scaffolds for use in pulp revitalization. A total of 300 references were retrieved from the electronic databases searched until May 2020, with the first search occurring in July 2019. After removing duplicates, 174 titles / abstracts were evaluated by two independent reviewers, calibrated according to the proposed eligibility criteria. The result of the calibration process demonstrated a substantial level of agreement between the reviewers (κ = 0.75) and a total of 6 articles were included in the qualitative synthesis of results. In vitro and in vivo studies of the recovered studies demonstrated some level of positive results in relation to biological tests, even in light of the different levels of complexity of the tests ocurred in different studies. Promising results have been observed in the development of decellularized biological scaffolds derived from dental pulp with the perseverance of extracellular structural components necessary for tissue regeneration. However, the current data is too heterogeneous to compare and identify the advantages of any specific method used in the retrieved studies.

Federal University of Par?. Institute of Biological Sciences. Bel?m, PA, Brazil. Federal University of Par?. Institute of Biological Sciences. Bel?m, PA, Brazil. Minist?rio da Sa?de. Secretaria de Vigil?ncia em Sa?de. Instituto Evandro Chagas. Laborat?rio de Microscopia. Ananindeua, PA, Brasil. Federal University of Par?. Department of Mechanical Engineering. Bel?m, PA, Brazil. Federal University of Par?. Institute of Biological Sciences. Bel?m, PA, Brazil. Federal University of Par?. Department of Nutrition. Bel?m, PA, Brazil. Campinas State University. National Institute of Science and Technology in Biofabrication. Chemical Engineering Department. Campinas, SP, Brazil. Federal University of Par?. Institute of Biological Sciences. Bel?m, PA, Brazil / Campinas State University. National Institute of Science and Technology in Biofabrication. Chemical Engineering Department. Campinas, SP, Brazil. Despite the many advances in the field of regenerative medicine, the use of biomaterials to repair the cartilaginous tissue's traumatic injuries is still a challenge. Based on that, this research focuses on the semi-interpenetrating polymeric scaffolds (SIPNs) based PLLA and PHEMA. The material was produced in the solvent absence as a strategy to outline the critical limitations of hydrophilicity and the lack of biological interaction of biomaterials with the surrounding tissues. To this end, the thermal properties and chemical structure were characterized using thermogravimetric analysis and spectroscopy in the Fourier transform infrared. Besides, we assessed porosity and tissue interactions by scanning electron microscopy, and the influence of this in the swelling capacity tests. In vitro and in vivo assays and histological analysis were developed to assess the biocompatibility of SIPNs scaffolds. The results showed good thermal stability, porosity in the range of 53.73 to 94.34??m, absence of toxicity, and excellent in vitro cell adhesion and growth. The biomaterial also promoted a great template for cell migration and spreading in vivo, with high cartilaginous tissue remodeling. SIPNs scaffolds demonstrated its biocompatibility and potential use in tissue engineering.

The total shoulder arthroplasty is the surgical treatment when the non-surgical treatment fails. The key point of this procedure is the correct implantation of the glenoidal component to avoid the loosening and to promote long term survival of the implant. Despite of the use of medical images resources in pre-operative planning, this procedure continues to be challenging due to difficulties in the correct spatial positioning of the components. The 3D print brought the possibility to reproduce the anatomy of the patient being helpful in the pre-operative planning, due to the real tridimensional characteristics. The objective of this study is to evaluate the positioning of the glenoidal component in total shoulder arthroplasty comparing the use of TC scans and anatomic 3D print models, from patients with shoulder osteoarthritis, in the pre-implantation planning. From nine consecutive patients submitted to a total shoulder arthroplasty were generated 54 3D print scapula models, used for implant polyethylene glenoid component, hiding the anatomic parameters like in a real surgery, done by three intervenors in a randomized way, using in the pre-operative planning the correspondent CT scans or the anatomic 3D printing scapula. The angular positioning in anteroposterior view and axillary view related to the scapula body, was evaluated with X-Ray, and measured by tree independent evaluators. It was no significant difference when comparing the measures of angulation of the implantation of glenoidal components in osteoarthritis scapula models, when comparing the use of the TC scans or the 3D print scapula models in pre-implantation planning, with exception founded in one intervenor, in anteroposterior view, in favor of 3D printing model. When comparing the use of 3D printed scapula and TC scans for planning the implantation of glenoidal component in total shoulder arthroplasty, both methods proved to be equivalent.

Introdução: O desenvolvimento de novos biomateriais, combinados com componentes biológicos para aplicação na reconstrução de tecidos, requer um vasto entendimento sobre a biocompatibilidade e funcionalidade em modelo in vivo. Ao compreender e avaliar estas respostas biológicas, a combinação de biomateriais e terapia celular pode se tornar uma importante e valiosa ferramenta terapêutica para uso na medicina regenerativa. Objetivos: Avaliar a eficácia, integração e biocompatibilidade do biomaterial poli(ácido lático-co-ácido glicólico)/poliisopreno epoxidado (PLGA/PIepox) combinado com células-tronco mesenquimais adipo-derivadas (ADSC) em modelo in vivo. Métodos: ADSC foram obtidas de ratos Wistar e cultivadas no biomaterial PLGA/PIepox por 48 horas. A combinação de PLGA/PIepox+ADSC foi implantada no dorso subcutâneo de ratos Wistar. Cada animal recebeu 2 implantes iguais. Os animais foram divididos em 2 grupos de 9 ratos – para comparação em 7 e 14 dias pós-implante - e cada grupo foi dividido em 3 subgrupos – grupo que recebeu PLGA/PIepox+ADSC, grupo que recebeu PLGA/PIepox e grupo sham. A análise histológica por H&E foi realizada para avaliar a integração e inflamação. A imuno-histoquímica permitiu avaliar a expressão de citoqueratina (AE1/AE3); verificar a densidade microvascular (CD31) e a proliferação celular (Ki67). Por final, a análise por picrosirius permitiu avaliar o depósito de colágeno nos grupos pós- implante. Resultados: Aos 7 dias, os animais que receberam PLGA/PIepox+ADSC demonstraram redução dos níveis de inflamação em comparação com PLGA/PIepox, bem como integração adequada do tecido, alta densidade de microvasos e maior proliferação celular quando comparado ao grupo sham. A expressão da citoqueratina no grupo que recebeu PLGA/PIepox+ADSC revelou a manutenção do epitélio e a redução na expressão do colágeno apontando para uma possível redução na formação de cicatriz. Aos 14 dias pós-implantação, o grupo que recebeu PLGA/PIepox+ADSC mostrou níveis semelhantes de coloração de CD31, Ki67 e AE1/AE3 em comparação com o grupo que recebeu PLGA/PIepox e sham. Conclusão: Demonstramos que o arcabouço PLGA/PIepox é capaz de fornecer um sistema de entrega eficaz para ADSC no tecido hospedeiro e, esta combinação, foi capaz de aumentar a funcionalidade do tecido e demonstrar uma adequada biocompatibilidade fornecendo uma nova ferramenta terapêutica para o reparo de tecidos. Introduction: The development of new biomaterials, combined with biological components for application in tissue reconstruction, requires a high understanding of biocompatibility and functionality in in vivo model. Combining cell therapy with tissue engineering, one of the most important steps is cell organization, which is conducted by cell migration and proliferation to bring functionality to the neotissue. Thus, the combination of biomaterials and cell therapy can become an important therapeutic tool in regenerative medicine. Objectives: To evaluate and prove the efficacy, integration and biocompatibility of the poly (lactic acid-co-glycolic acid)/Poly(isoprene) epoxidized (PLGA/PIepox) biomaterial combined with adipose derived mesenchymal stem cells (ADSC) in in vivo model. Methods: ADSC were obtained from Wistar rats and seeded on PLGA/PIepox for 48 hours. The combination of PLGA/PIepox+ADSC was implanted by dorsal subcutaneous. Each animal received 2 equal implants. The animals were divided into 2 groups of 9 rats - for comparison at 7th and 14th post-implantation - each group was divided into 3 subgroups - group that received PLGA/PIepox+ADSC, group that received PLGA/PIepox and sham group. Histological analysis by H&E was performed to verify integration and inflammation level. Immunohistochemistry staining was performed to evaluate the cytokeratin expression (AE1/AE3), microvascular density (CD31) and cell proliferation (Ki67). Finally, picrosirius analysis allowed to evaluate the collagen deposition in the groups post-implantation. Results: At 7th day, animals that received PLGA/PIepox+ADSC demonstrated reduced levels of inflammation compared to PLGA/PIepox, as well as adequate tissue integration, high microvessel density and greater cell proliferation when compared to sham group. Cytokeratin expression in the group PLGA/PIepox+ADSC revealed a maintenance of the epithelium and a reduction in collagen expression resulted in a possible reduction in scar formation. At 14th day post-implantation, the PLGA/PIepox+ADSC group presented similar levels of staining for CD31, Ki67 and AE1/AE3 compared to the PLGA/PIepox and sham group. Conclusion: We demonstrated that the PLGA/PIepox scaffold can provide an effective delivery system for ADSC in host tissue and this combination was able to increase tissue functionality and bring a suitable biocompatibility for a new therapeutic approach in tissue repair.

Orientador: Cecilia Amélia de Carvalho Zavaglia Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: A produção de scaffolds tem-se demonstrado como uma sólida opção na bioengenharia na busca pela neoformação tecidual devido suas características que favorecem o recrutamento e proliferação celulares podendo, inclusive, prover as características mecânicas necessárias durante as fases de restabelecimento tecidual. Diversas combinações têm sido propostas na fabricação de biomateriais como a associação de componentes que possam incrementar ou potencializar sua ação no tecido hospedeiro. Este trabalho foi realizado visando produzir e avaliar in vitro malhas compósitas formadas pelo polímero policaprolactona e o polifenol resveratrol, produzidas pelo processo de rotofiação, como material de enxertia óssea vislumbrando futuras utilizações em engenharia tecidual. Foram produzidas as amostras: malha de policaprolactona (controle), malhas de policaprolactona com resveratrol 1%, 3% e 5%. Na avaliação morfológica sob microscopia eletrônica de varredura, evidenciou-se que as malhas produzidas possuem fibras com distribuição aleatória, diâmetros e porosidades que podem favorecer a migração e adesão celulares. As análises in vitro, demonstraram que as amostras possuem comportamento semelhante ao controle no período de 24h e que a malha de PCL/RESV 5% propiciou o crescimento celular ao longo do tempo na avaliação em 72h e, visto que o PCL é um polímero de uso consolidado na produção de biomateriais, as malhas demonstraram-se promissoras no carreamento de fitoterápicos, como o resveratrol, durante o processo de neoformação tecidual. Estudos in vivo fazem-se necessários para comprovação da eficácia dos biomateriais produzidos neste estudo Abstract: The production of scaffolds has advanced as a solid option for bioengineering and tissue regeneration due to its characteristics favoring the recruitment and proliferation of cells and providing necessary mechanical suport during tissue restoration phases. Several solutions have been proposed in biomaterials’ manufacturing as the association of components that can increase or enhance their action on the host tissue. The present study aimed to produce and evaluate in vitro composite meshes procuced by polycaprolactone and resveratrol by the rotary jet spinning process, as an alternative for bone regeneration and its future use in tissue engineering. The samples produced were: polycaprolactone mesh (control), polycaprolactone meshes with 1%, 3% and 5% of resveratrol. Morphological’s evaluation under scanning electron microscopy, emphasized that the produced meshes have fibers with random distribution, diameters and porosities that can favor to cell migration and adhesion. In vitro analyzes showed that the samples have behavior similar to the control group (24h evaluation) and that PCL/RESV 5% scaffold have provided cell growth over time (72h evaluation), facts of scientific relevance, as well the PCL is a polymer of consolidated use in the production of biomaterials and the meshes have shown promise in the transport of herbal medicines, such as resveratrol, during the process of tissue neoformation. In vivo studies are recommended to prove the effectiveness of the biomaterials developed in the present study Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadora: Profa. Dra. Andrea Cecília Dorión Rodas. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica. São Bernardo do Campo, 2021. The use of 3D cellular models has been developing very fast. Among the methodologies for biofabrication of these models, most of them have the final application as components of new materials ¿ cell interaction or drug screening. The spheroid shape is the easiest form to have a simple 3D model. However, this model lacks standardization of its characteristics for further use in biofabrication. Because of this, the aim of this work is to give a set of indexes for spheroids production and formation that can be used as a non-destructive way to keep the spheroid for other applications. The methodology chosen for spheroid preparation was the non-adhesive using non-adherent micromolds with the cell line NHI-3T3. It varied the initial number of cells to make the spheroids, and they were imaged in 3 and 7 days of culture. The spheroids in the images were analyzed according to the ASTM F1877-16 where the calculated indexes were: the Equivalent Circle diameter (ECD), The Aspect Ratio (AR), Roundness (R) and Form Factor (FF) were calculated. Convolutional Neural Networks (CNN) were also applied to identify live and dead cells. As results, the spheroids formed with the initial amount 1.0 x 105 cells presented the best index to spheroid formation, more than this the spheroids had an elliptic form and less than this is observed a cluster formation at 7 days of cultivation. Among the CNNs used to classify the dead and live cells in the images, the AlexNet was the most suitable for this application. This initial characterization applying the ASTM-F1877-16 showed to be suitable for initial spheroid parameters, which allow qualitative data to be quantitative. When spheroids are used for this application, as for example in bioprinting of translucent materials, followed by AlexNet CNN, it is possible to have a full new material analyzed and characterized prior to the use without losing any sample. O uso de modelos celulares 3D tem se desenvolvido muito rapidamente. Entre as metodologias de biofabricação destes modelos, a maioria apresenta aplicação final como componentes de novos materiais - interação celular ou triagem de medicamentos. A forma esferóide é a forma mais fácil de se ter um modelo 3D simples. Entretanto, este modelo carece de padronização de suas características para uso posterior na biofabricação. Por isso, o objetivo deste trabalho é fornecer um conjunto de indicadores para a produção e formação de esferóides que possam ser usados de maneira não destrutiva mantendo o esferoide para outras aplicações. A metodologia escolhida para a fabricação do esferoide foi o método não adesivo utilizando micromoldes não aderentes, com a linhagem celular NHI-3T3. Variou-se o número inicial de células para produção de esferóides, e elas foram fotografadas com 3 e 7 dias de cultura. As imagens dos esferóides foram analisadas de acordo com a ASTM F1877-16, onde foram calculados o índice de Diâmetro de Círculo Equivalente (ECD), A Relação de Aspecto (AR), Arredondamento (R) e Fator de Forma (FF). As Redes Neurais Convolucionais (CNN) também foram aplicadas para identificar células vivas e mortas. Como resultado, os esferóides formados com a quantidade inicial de 1.0 x 105 células apresentaram o melhor índice de formação de esferóides, mais do que isso os esferóides tinham uma forma elíptica e menos do que isso se observa uma formação de agrupamento aos 7 dias de cultivo. Entre as CNNs utilizadas para classificar as células mortas e vivas nas imagens, a AlexNet foi a mais adequada para esta aplicação. Esta caracterização inicial aplicando a ASTM-F1877-16 mostrou ser adequada para os parâmetros iniciais dos esferóides, que permitem que os dados qualitativos tornem-se quantitativos. Quando esferóides são utilizados para esta aplicação, como por exemplo na bioimpressão de materiais translúcidos, seguida pela CNN AlexNet, é possível ter um material novo completo analisado e caracterizado antes do uso sem que se perca nenhuma amostra.