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Submitted by Pâmela CTC/E (pamela.flegr@uerj.br) on 2021-10-26T11:52:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lucas Verdan Masiero - 2021 - Completa.pdf: 2411235 bytes, checksum: 58a3e61c4e139b679225eefc1acdd11a (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-26T11:52:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lucas Verdan Masiero - 2021 - Completa.pdf: 2411235 bytes, checksum: 58a3e61c4e139b679225eefc1acdd11a (MD5) Previous issue date: 2021-08-02 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Fractures in the distal region of the radius are the most frequent injuries to the human body. The treatment of these fractures through the use of volar plates has become popular in recent decades. The present work seeks to study, via finite elements, the mechanical behavior of a system composed of a fractured radius, a volar plate (one of 316L stainless steel and the other of Ti-6Al-4V alloy) and fixation screws, applying loads compressive and tractive. To obtain the radius geometry, an STL (Stereolithography) file was used in a database, containing the external surface of the bone. The inner surface was generated by offsetting the outer surface. Each of the surfaces was formed by areas, which together generated the volumes that came to form the different parts of the bone. The volar plate was defined by splines that connected the key points to form the implant contour. The screws were represented by beam elements of 2.8 mm in diameter. Traction and compression simulations were carried out with the structure composed of the radius, the volar plate and the fixation screws, with loads of at most 600 N. However, for the calculation of stiffness, loads of up to 300 N were considered, following the norms ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists, USA) and NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health, USA). There was a difference of 5.5% between the simulated models. Furthermore, there was a considerable influence of the implant material and the type of loading imposed in relation to the magnitude of the system's rigidity. The titanium alloy plate proved to be safer than the stainless steel one, due to the fact that the former did not enter the plastic deformation regime. In addition, for both systems, two stiffness values were found (initial and final), and for the titanium plate the final stiffness was higher than the stiffness of the stainless steel plate, while for the initial stiffness the opposite was observed, since for loads above 300 N the stainless steel entered the permanent deformation regime. As fraturas na região distal do rádio são as lesões mais frequentes do corpo humano. O tratamento destas fraturas por meio do uso de placas volares tem se popularizando nas últimas décadas. O presente trabalho busca estudar, via elementos finitos, o comportamento mecânico de um sistema composto por um rádio fraturado, uma placa volar (uma de aço inoxidável 316L e outra de liga Ti-6Al-4V) e parafusos de fixação, aplicando-se cargas compressivas e trativas. Para a obtenção da geometria do rádio, utilizou-se um arquivo STL (Stereolithography) de em um banco de dados, contendo a superfície externa do osso. A superfície interna foi gerada pelo offset da superfície externa. Cada uma das superfícies foi formada por áreas, que unidas geraram os volumes que vinham a formar as diferentes partes do osso. A placa volar foi definida por splines que ligavam os pontos chaves para formar o contorno do implante. Os parafusos foram representados por elementos de viga de 2,8 mm de diâmetro. Realizaram-se simulações de tração e compressão com a estrutura composta pelo rádio, pela placa volar e pelos parafusos de fixação, com cargas de no máximo 600 N. Entretanto, para o cálculo da rigidez foram consideradas cargas de até 300 N, seguindo as normas do ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists, USA) e do NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health, USA). Houve uma diferença de 5,5% entre os modelos simulados. Ademais, notou-se uma considerável influência do material do implante e do tipo de carregamento imposto em relação à magnitude da rigidez do sistema. A placa de liga de titânio mostrou-se mais segura que a de aço inoxidável, devido ao fato de que a primeira não entrou no regime plástico de deformação. Além disso, ressalta-se para ambos os sistemas foram encontrados dois valores de rigidez (inicial e final), sendo que para a placa de titânio a rigidez final foi superior a rigidez da placa de aço inoxidável, sendo que para a rigidez inicial o oposto foi observado, já que para cargas acima de 300 N o aço inoxidável entrou no regime de deformação permanente.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A interação entre as áreas da saúde com as engenharias vem auxiliando no desenvolvimento de técnicas e dispositivos que propiciam uma melhor qualidade de vida para a sociedade. Um dos resultados mais marcantes na sociedade moderna foi o uso de biomateriais para a fabricação de implantes. Neste sentido, os materiais poliméricos têm ganhado uma importância significativa em tratamentos cirúrgicos, principalmente os biorreabsorvíveis, pois, uma vez em contato com os líquidos corpóreos, iniciam um processo de degradação, desaparecendo por completo do organismo dentro de um determinado tempo. Em processos cirúrgicos, implantes produzidos com esses materiais devem suportar os carregamentos impostos até o processo de osteossíntese, principalmente, em estruturas biológicas complexas, como a coluna vertebral. Neste caso, no processo cirúrgico de artrodese da coluna vertebral, normalmente, utilizam-se implantes fabricados em titânio que necessitam de procedimentos específicos de fixação, o que eleva o tempo cirúrgico, além de ser em geral de alto custo. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi projetar um novo implante para coluna cervical fabricado com material bioreabsorvível. A validação deste novo implante foi feita através de modelagens por elementos finitos comparativamente a um sistema de implantes importado utilizado na artrodese da coluna. O novo implante é composto por uma estrutura tipo “colmeia”, que recebe o enxerto ósseo, e por quatro parafusos inclinados dentro da área útil das vértebras. A placa de apoio do implante possui furos com filetes de rosca para auxiliar na fixação dos parafusos. Nas análises observou-se que o novo implante está dimensionado para os carregamentos impostos na coluna e fornece boa estabilidade estrutural. Observouse que, enquanto o enxerto ósseo não estava consolidado, os deslocamentos são restringidos praticamente pela estrutura do implante. Em contrapartida, com a degradação do material do implante, a fixação das vértebras é transferida para a estrutura óssea, formada pelo enxerto, em um tempo aproximado de 9 meses. The interaction between health areas with engineering are assisting in development of techniques and devices that provide a better quality of life for society. One of the most striking results in modern society is the use of biomaterials to manufacture implants. In this sense, polymeric materials have gained significant importance in surgical treatments, especially bioresorbable polymers, because once in contact with the body fluids, the degradation process starts, so that they disappear completely from the body within a certain time. In surgical procedures, implants produced with these materials must withstand the loads imposed by osteosynthesis process, especially in complex biological structures such as the spine. In this case, the surgical procedure for arthrodesis of spine, usually, uses titanium implants that require specific fixation procedures, which lengthen the surgical procedure, in general increasing the costs. Therefore, the objective of this work was to design a new implant for cervical spine made of bioresorbable material. The validation of this new implant was performed using finite element modeling compared to an imported implant system used in spinal arthrodesis. The new implant is made by a structure such as a honeycomb, which receives the bone graft and four inclined screws within vertebrae working area. The implant bearing plate has holes with threads to assist screw fixing. It was found that the new implant is dimensioned for loads imposed on the column and provides good structural stability. It was observed that while the bone graft was not bound, the displacements are practically restricted by implant structure. However, with the implant material degradation, the fixation of the vertebrae is transferred to the bone structure, formed by the graft in approximately 9 months. Tese (Doutorado)

The Ti-6Al-4V alloy in contact with the body fluid for a long period has low wear resistance, and allows the release of Aluminum and Vanadium ions that can cause adverse reactions in tissues and neurological disorders. Organic-inorganic coatings, based on poly (2-hydroxyethyl methacrylate) with calcium addition, can be an alternative to solve these problems. Initially, the formation of hybrids was studied using the following techniques: nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), low angle X-ray scattering (SAXS) and thermogravimetric analysis (TG), and it was observed that the addition of the CaSO4 and Ca3(PO4)2 salts to the hybrid matrix promoted an increase in the degree of hydrolysis and condensation favoring the formation of more regular polymer chains. The morphological tests showed that the coatings with addition of CaSO4 and Ca3(PO4)2 showed homogeneity, absence of cracks, and the formation of low thickness coatings, with adhesion to the substrate, hydrophobic and with some micro-roughnesses, according to roughness tests made by atomic force microscopy. Electrochemical tests in simulated body fluid monitored by electrochemical techniques indicated greater resistance to corrosion for hybrid coatings SH 2X compared to uncoated alloy. The film without the addition of calcium salt proved to be more resistant during the entire immersion time due to the more compact silica mesh, since the coating with the addition of calcium phosphate showed better resistance to corrosion at the end of the test, relative to the layer compaction due formation of corrosion products. In this work, we sought to produce a coating that presents a balance between biological and anti-corrosion properties and that has elements that promote biocompatibility and bioactivity without compromising corrosion resistance. A liga Ti-6Al-4V em contato ao fluido corpóreo por um longo período ocorre baixa resistência ao desgaste, e possibilita a liberação de íons Alumínio e Vanádio que podem causar reações adversas nos tecidos e distúrbios neurológicos. Os revestimentos orgânicos-inorgânicos, a base de poli(metacrilato de 2- hidroxietila) com adição de cálcio podem ser uma alternativa para solucionar esses problemas. Inicialmente estudou-se a formação dos híbridos por meio das técnicas: Ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espalhamento de Raios X a baixo ângulo (SAXS) e análise termogravimétrica (TG), e observou-se que a adição dos sais CaSO4 e Ca3(PO4)2 à matriz híbrida promoveram um aumento no grau de hidrólise e condensação favorecendo a formação de cadeias poliméricas mais regulares. Os ensaios morfológicos mostraram que os revestimentos com adição de CaSO4 e Ca3(PO4)2 apresentaram homogeneidade, ausência de fissuras, e a formação de revestimentos de baixa espessura, com aderência ao substrato, hidrofóbicos e com algumas microrugosidades, conforme ensaios de rugosidade feitos por microscopia de força atômica. Os ensaios eletroquímicos em fluido corpóreo simulado monitorados por técnicas eletroquímicas indicaram maior resistência a corrosão para os revestimentos híbridos SH 2X em comparação a liga sem revestimento. O filme sem adição do sal de cálcio mostrou-se mais resistivo durante todo tempo de imersão devido a rede de sílica mais compacta, já o revestimento com adição de fosfato de cálcio apresentou melhor resistência a corrosão no final do ensaio respectivo a compactação da camada devido à formação dos produtos de corrosão. Neste trabalho buscou-se produzir um revestimento que apresente um equilíbrio entre as propriedades biológicas e anticorrosivas e que possua elementos promotores de biocompatibilidade e bioatividade sem comprometer a resistência à corrosão. São Cristóvão

A alumina é um material cerâmico com diversas aplicações na área elétrica/eletrônicos como isolantes térmicos e elétricos e na área industrial em componentes de alta resistência mecânica. Também é utilizada na área biomédica como implantes e como material para liberação controlada de fármacos, pois é considerado um material inerte e tem boas propriedades mecânicas. A liberação controlada é o processo de carreamento e liberação de fármacos no corpo humano de forma controlada. Este trabalho teve como objetivo formular um material destinado à liberação controlada e caracterizá-lo. Nesse caso o carreador escolhido foi a alumina, que deve apresentar porosidade para armazenar e liberar o fármaco quando implantado ou enxertado no paciente. Amostras de alumina com adição de 5 e 10% de amido foram comparadas à alumina pura, em relação à sua porosidade e propriedades mecânicas. O ensaio de difração de raios X comprovou a presença da estrutura corundum na alumina. O limite de resistência à tração via compressão diametral e o módulo de Young das amostras com teores de amido apresentam o mesmo valor, e aproximadamente a metade do valor quando comparado a alumina pura. Em relação à porosidade, o ensaio de MEV foi relevante para destacar as diferenças de porosidade e grãos das amostras. O ensaio de porosimetria de mercúrio foi realizado para quantificar o percentual de poros, que aumentou com o teor de amido e diminuiu com o aumento da temperatura final de sinterização. O comportamento de liberação do fármaco cloridrato de bupivacaína foi realizado por meio da espectroscopia UV/Vis que forneceu uma curva logarítmica, que é um tipo de curva prevista durante a liberação controlada. Em geral, o aumento de temperatura de sinterização reduziu a liberação de fármaco, assim como o aumento no teor de amido aumentou a liberação de fármaco. As amostras com 5% de amido foram as que apresentaram a maior liberação de fármaco no período proposto. Alumina is a ceramic material with various applications in the electrical/electronic area as thermal and electrical insulators and in the industrial area in high strength mechanical components. Alumina is also used in the biomedical area as implants and as drug delivery material, which is proposed in the present work, as it is considered an inert material and has good mechanical properties. Drug delivery is the process of transporting and releasing drugs into the human body in a controlled manner. In this case, the carrier chosen was alumina, which must have porosity to store and release the drug when implanted or grafted. Alumina samples with 5 and 10% starch addition were compared to pure alumina, in relation to its porosity and mechanical properties. The X-ray diffraction test confirmed the presence of the corundum structure in the alumina. The tensile strength limit by diametral compression and Young's modulus of starch samples had the same value, and approximately half of the value when compared to pure alumina. Regarding porosity, the scanning electron microscope was relevant to highlight the porosity and grain differences of the samples. The mercury porosimetry assay was performed to quantify the porosity percentage, which increased with starch content and decreased with increasing sintering final temperature. UV/Vis spectroscopy used in drug absorption and release allowed the analysis of the release behavior, logarithmic, which is a type of curve predicted for drug delivery. In general, increasing sintering temperature reduced drug release, as increased starch content increased drug release. The samples with 5% starch presented the highest drug release in the proposed period.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The Ti-6Al-4V alloy is one of the most widely used metallic biomaterials due to the corrosion resistance, high static and fatigue strength, relatively low elasticity modulus, low weight, high biocompatibility and direct bone apposition. However, the exposure this alloy to body fluid for a long period of time, has low wear resistance and allows the release of Al and V ions may cause adverse reactions in tissues and neurological disorders. In an attempt to overcome these problems, hybrid Siloxane-PMMA coatings were synthesized by the sol-gel method and deposited by immersion on the surface alloy Ti-6Al-4V treated. Calcium chloride was added to some compositions to facilitate the formation of hydroxyapatite and promote osteosynthesis. At the start, was studied the hybrids formation by means of the FTIR and TG techniques and it was observed that the addition of the calcium salt to the hybrid matrix favored the formation of more regular polymer chains, influenced in hydrolysis and condensation reactions, besides having higher thermal resistance to hybrids. As regards morphological tests, these showed the formation of homogeneous, low thickness, substrate adherent, hydrophilic coatings with some micro-roughness as the molar ratio of calcium salt to the composition was increased. Electrochemical simulated body fluid (SBF) tests at 37 °C and monitored by electrochemical techniques indicated higher corrosion resistance for the hybrid coatings than for the uncoated alloy in the first few hours of immersion, however, the film without addition of salt showed is more resistive during longer immersion time due to the more compact silica network. In vitro bioactivity assays demonstrated that hybrid coatings further the formation of hydroxyapatite in SBF. While viability and cell density using murine osteoblastic MC3T3 cells, demonstrated high cell viability and non-toxic effect for all systems and high cell proliferation for the system without addition of calcium chloride. Finally, the results showed that hybrid coating without calcium chloride effectively improved the bioactivity, biocompatibility and corrosion resistance of Ti-6Al-4V substrates. A liga Ti-6Al-4V é um dos biomateriais metálicos mais utilizados, pois possui resistência à corrosão, alta resistência estática e a fadiga, módulo de elasticidade relativamente baixo, baixo peso, alta biocompatibilidade e aposição óssea direta. No entanto, a exposição dessa liga em fluído corpóreo por um longo período de tempo possui baixa resistência ao desgaste, e possibilita a liberação de íons Al e V que podem causar reações adversas nos tecidos e distúrbios a neurológicos. Na tentativa de superar esses problemas, revestimentos híbridos Siloxano- PMMA foram sintetizados pelo método sol-gel e depositados por imersão na liga Ti-6Al-4V tratada superficialmente. Cloreto de cálcio foi adicionado para facilitar a formação de hidroxiapatita e promover a osteossíntese. Inicialmente estudouse a formação dos híbridos por meio das técnicas FTIR e TG e observou-se que a adição do sal de cálcio à matriz híbrida favoreceu a formação de cadeias poliméricas mais regulares, influenciou nas reações de hidrólise e condensação. Os ensaios morfológicos, mostraram a formação de revestimentos híbridos homogêneos, de baixa espessura, com aderência ao substrato, hidrofílicos e com algumas microrugosidades a medida que foi acrescida a razão do sal de cálcio. Os ensaios eletroquímicos em fluido corpóreo simulado (SBF) à 37 ºC e monitorados por técnicas eletroquímicas indicaram cor à corrosão maior para os revestimentos híbridos em comparação a liga sem revestimento nas primeiras horas de imersão. No entanto, o filme sem adição do sal mostrou-se mais resistivo durante maior tempo de imersão devido a rede de sílica mais compacta. Os ensaios in vitro de bioatividade demonstraram que os revestimentos híbridos favorecem a formação da hidroxiapatita em SBF. Enquanto os ensaios de viabilidade e densidade celular usando células do tipo murino MC3T3 E1 da linhagem de células pré-osteoblásticas derivadas da calota craniana de camundongos C57BL/6, demostraram alta viabilidade celular e efeito não tóxido para todos os sistemas e alta densidade celular para o sistema sem adição do cloreto de cálcio. Por fim, os resultados mostraram que o revestimento híbrido na ausência do cloreto de cálcio melhorou efetivamente a bioatividade, biocompatibilidade e resistência à corrosão dos substratos Ti-6Al-4V. São Cristóvão, SE

Titanium and its alloys are considered to be the most attractive metallic materials for implants because of their excellent mechanical properties, superior biocompatibility and better corrosion resistance in comparison with conventional alloys. Corrosion resistance is a crucial property for this kind of application once physiological fluids are chloride containing solutions. Moreover, their biocompatibility is directly associated with this property. As a result, surface modifications are being utilized on implant surfaces to guarantee an optimal performance. Therefore, in this work, Ti–35Nb–xTa (x = 0; 2.5; 5.0; 7.5) (% wt) alloys were solution treated at 1000◦C /1h and cooled under water, anodized at 20 V for 1 h, and then submitted to electrochemical and cytotoxicity tests, with the intention to evaluate their corrosion resistance and biocompatibility. These tests were also realized in alloys without surface modifications. Outcomes show that the alloys containing bigger amounts of Ta present higher corrosion resistance in SBF. In the anodized alloys, it is also observed an increasing trend when Ta is added to Ti–35Nb alloys. Their higher values of resistance to polarization, Rp, indicate that the formed anodic oxide films provide a better protecting barrier against aggressive ions. In cytotoxicity experiments, the analysis of the data shows that none of the tested samples was cytotoxic after one day of contact with the cells. Comparisons between groups show that there were no statistical differences, except for the Ti-35Nb-7.5Ta alloy without surface modification. O titânio e suas ligas são os materiais mais atrativos para implantes devido as suas excelentes propriedades mecânicas, maior biocompatibilidade e melhor resistência à corrosão em comparação com as ligas convencionais. Para este tipo de aplicação, a resistência à corrosão é crucial, uma vez que os fluidos fisiológicos são eletrólitos agressivos que contém íons cloreto. Diante deste fato, as modificações de suas superfícies têm sido propostas como uma maneira de garantir um alto desempenho do implante tanto na resistência à corrosão como na melhoria do processo de osteointegração. Portanto, neste trabalho, ligas Ti–35Nb–xTa (x = 0; 2.5; 5.0; 7.5) foram solubilizadas a 1000 °C /1h, resfriadas em água e posteriormente anodizadas a 20V por 1h. Em seguida então submetidas aos testes eletroquímicos e de citotoxicidade com o intuito de avaliar a resistência à corrosão e biocompatibilidade. Os resultados mostram que ligas contendo maiores teores de Ta apresentam maiores resistências à corrosão em SBF, antes e após o processo de anodização. O aumento da concentração do tântalo desloca as curvas de polarização anódica para regiões de menores densidades de corrente e as resistência à polarização, Rp, indicam que o filme de óxido fornece uma melhor barreira contra os íons agressivos à medida que o tântalo é adicionado à liga. Nos experimentos de citotoxicidade, a análise de dados mostra que nenhuma das amostras testadas foi citotóxica após um dia de contato com as células. As comparações entre os grupos mostram que não existem diferenças estatísticas entre eles, exceto para a Ti-35Nb-7.5Ta não anodizada, que apresentou uma maior quantidade de células vivas. São Cristóvão, SE

CAPES Implantes ortopédicos e dentários são usualmente fabricados com o titânio (Ti) por causa de sua biocompatibilidade. Os implantes estão susceptíveis a uma ineficaz e demorada integração com o tecido ósseo circundante, osseointegração, podendo prolongar o processo de cicatrização e propiciar infecções no local. Os nanotubos de dióxido de titânio (TNTs) têm sido uma estratégia de modificação de superfícies de implantes de Ti. Ademais, as propriedades osteogênicas dos TNTs podem ser melhoradas pela sua funcionalização com moléculas bioativas. Portanto, o presente trabalho objetivou imobilizar a lectina purificada das sementes de Cratyllia mollis (Cramoll 1,4) em TNTs revestidos com filmes automontados dos polieletrólitos hidrocloreto de polialilamina (PAH) e ácido poliacrílico (PAA). Por conseguinte, verificar a ação das diferentes superfícies sobre a adesão e proliferação de células semelhantes a osteoblastos. Foi objetivado também realizar uma revisão detalhada na literatura sobre como as biomoléculas podem ser usadas para funcionalizar os TNTs e melhorar a aplicabilidade dessas nanoestruturas na biomedicina. Os TNTs foram obtidos pelo processo de anodização e a técnica Layer-by-Layer (LbL) possibilitou o revestimento dos TNTs com cinco camadas alternadas de PAH e PAA. A morfologia dos TNTs foi avaliada pela microscopia eletrônica de varredura. As superfícies dos nanossistemas foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia de força atômica (AFM); a caracterização eletroquímica também foi feita pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). A atividade de Cramoll 1,4 após funcionalizar os TNTs foi avaliada através do teste de ligação à ovoalbumina. A adesão das células nas diferentes superfícies foi analisada pela microscopia de fluorescência e a proliferação celular pelo ensaio com o corante resazurina. Os TNTs apresentaram diâmetro e espessura média da parede de 70,9 e 10,1 nm, respectivamente, e o processo de LbL não modificou a morfologia dos TNTs. Tendo a última camada do LbL sobre os TNTs (TNTs-LbL) formada com o PAH, permitiu a disposição de grupos amina para a interação eletrostática com os grupos carboxila de Cramoll, e, assim, promoveu a imobilização de Cramoll 1,4 (TNTs-LbL-Cramoll). A análise de FTIR possibilitou a confirmação da lectina no nanossistema TNTs-LbL-Cramoll pois evidenciou o aparecimento das bandas Amida I e Amida II. Através da AFM foi verificado que após as etapas de modificação da superfície dos TNTs houve aumento da rugosidade. A EIS mostrou maior resistência à transferência de elétrons na presença de Cramoll 1,4 nos substratos. Essa lectina continuou com sua bioatividade quando imobilizada nas matrizes nanotubulares pois conseguiu se ligar à ovoalbumina. A microscopia de fluorescência demonstrou uma maior adesão celular nos TNTs-LbL e nos TNTs-LbL-Cramoll quando comparadas às superfícies com apenas TNTs. A lectina, principalmente nas concentrações de 80, 160 e 320 μg/mL, no nanossistema TNTs-LbL-Cramoll estimulou maior proliferação celular em comparação com as outras matrizes. Biomoléculas podem ser usadas para carregar e/ou revestir os TNTs e, assim, aprimorar as aplicações biomédicas dessas superfícies nanoestruturadas. Portanto, os resultados sugerem que a funcionalização de implantes de Ti baseados em TNTs com a lectina Cramoll 1,4 pode promover uma maior rapidez no processo de osseointegração. Orthopedic and dental implants are usually manufactured with titanium (Ti) because of their biocompatibility. Implants are susceptible to an ineffective and delayed integration with the surrounding bone tissue, osseointegration, which can prolong the healing process and propitiate infections in the local. Titanium dioxide nanotubes (TNTs) have been a strategy for modifying Ti implant surfaces. In addition, osteogenic properties of TNTs can be improved by their functionalization with bioactive molecules. Therefore, the present work aimed to immobilize purified lectin from Cratyllia mollis seeds (Cramoll 1,4) on TNTs coated with self-assembled films of poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and poly(acrylic acid) (PAA). Thereafter, to check action of the different surfaces on adhesion and proliferation of osteoblast-like cells. It was aimed also to perform a review in literature about how biomolecules can be used to functionalize TNTs and improve the applicability of these nanostructures in biomedicine. TNTs were obtained by anodization process and the Layer-by-Layer (LbL) technique allowed the coating of TNTs with five alternating layers of PAH and PAA. TNTs morphology was evaluated by scanning electron microscopy. Nanosystem surfaces were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and atomic force microscopy (AFM) techniques; electrochemical characterization was also performed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Activity of Cramoll 1,4 after to functionalize TNTs was evaluated by ovalbumin-binding assay. Adhesion of cells on different surfaces was analyzed by fluorescence microscopy and cell proliferation by resazurin dye assay. TNTs present an average diameter and wall thickness of 70.9 and 10.1 nm, respectively, and LbL process did not modify TNTs morphology. Having the last layer of LbL on TNTs (TNTs-LbL) formed with the PAH, allowed the arrangement of amine groups for the electrostatic interaction with carboxyl groups of Cramoll, and thus promoted the immobilization of Cramoll 1,4 (TNTs-LbL-Cramoll). FTIR analysis enabled the confirmation of lectin on TNTs-LbL-Cramoll nanosystem because evidenced the onset of Amida I and Amida II bands. Through AFM it was verified that after the modification steps of TNTs surface there was increase of roughness. EIS showed greater resistance to electron transfer in the presence of Cramoll 1,4 on substrates. This lectin continued with its bioactivity when immobilized in the nanotubular arrays because it was able to bind to the ovalbumin. Fluorescence microscopy demonstrated an increase cell adhesion on TNTs-LbL and TNb-LbL-Cramoll when compared to bare TNTs surfaces. The lectin, mainly at concentrations of 80, 160 and 320 μg/mL, on TNTs-LbL-Cramoll nanosystem stimulated greater cell proliferation compared to the other arrays. Biomolecules can be used to charge and/or coat TNTs and, thus, enhance biomedical applications of these nanostructured surfaces. Therefore, the results suggest that functionalization of Ti implants based on TNTs with the Cramoll 1,4 lectin can to promote a faster osseointegration process.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T20:32:03Z No. of bitstreams: 1 TESE_FINAL_PUBLICADA_Michel_Luciano_Holger_Toledano_Vaena.pdf: 4077088 bytes, checksum: dc6774374932d328e0d0293ca83c9531 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T20:32:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_FINAL_PUBLICADA_Michel_Luciano_Holger_Toledano_Vaena.pdf: 4077088 bytes, checksum: dc6774374932d328e0d0293ca83c9531 (MD5) Previous issue date: 2017-08-23 Magnetic subdermal implants have never been studied in the context of magnetic attachment of an external device to the body´s surface. Excessive attractive force between the implant and the external device may compromise local circulation due to mechanical compression, leading to ischemia and tissue necrosis. The objective of this study was to evaluate the feasibility of Transcutaneous Magnetic Fixation (TMF) and also to study the secondary alterations of the skin when submitted to a continuous static magnetic field. The method employed two experiments with pigs. In the first, 30 subcutaneous magnetic implants (n = 30) were introduced into two pigs. After wound healing, external magnets were applied to the skin with varying magnetic forces, generating compression. The cutaneous circulation of the skin under compression was evaluated using the Laser Speckle Contrast Imaging technique. The depth of the implants was measured by ultrasonography and computational simulations were applied to the calculation of the different pressure values, considering the different distances between the magnetic pieces. In the second experiment, 72 implants were implanted in 12 pigs. After wound healing, ultrasound was performed to measure the depth of the implants. Computational simulations were applied to allow magnetic fixation between the implants and external devices without damaging the local blood flow. External devices of different magnetic forces were applied over the skin for seven days. The local skin was examined and collected for histopathological analysis. A senior dermatopathologist examined skin specimens and controls in a blinded manner for abnormal findings, also measuring dermal and epidermal thickness. A statistical analysis was performed over the data collected (p

FACEPE Implantes biomédicos têm sido bastante usados a fim de substituir ou reparar tecidos com lesões, podendo ser de origem natural ou sintética. Porém, em alguns casos, pode acontecer corrosão desses implantes com consequente liberação de íons para o organismo ou mesmo osseointegração imperfeita, o que pode gerar danos à saúde, bem como ocasionar a perda parcial ou total do implante. Neste sentido, tratamentos de superfície de TiO₂, com a finalidade de produzir nanotubos (NTs), têm sido amplamente utilizados, pois tais nanotubos auxiliam na otimização da biocompatibilidade, mimetizam a estrutura nanométrica do osso e são resistentes à corrosão. A funcionalização desses nanotubos com moléculas bioativas também tem sido estudada, pois pode auxiliar a melhorar a ação dos implantes. O presente estudo objetivou a obtenção de nanotubos de dióxido de titânio (TiO₂) por meio de oxidação anódica, sua caracterização e, posteriormente, funcionalização com emulsões do líquido iônico ditetrafluorborato de 1,8-bis (3-metilimidazol-1-íneo) octano (LIBF₄) e óleo fixo de Caryocar coriaceum Wittm (pequi) e aplicação do sistema frente aos osteoblastos, a fim de avaliar sua citotoxicidade, adesão celular e potencial osteogênico. Os NTs de TiO₂ foram caracterizados por Difração de raios-X (DRX), que comprovou a presença da fase anatase no TiO₂, importante para a nucleação da hidroxiapatita e a mesma técnica também evidenciou a cristalinidade do LIBF₄; a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) demonstrou a presença de camadas de NTs organizados; o óleo de Caryocar coriaceum Wittm. foi caracterizado por meio Cromatografia gasosa com Detector por Ionização de Chama (GC-FID), que mostrou ser o ácido oleico seu composto majoritário, com 42,33% da composição do óleo; as análises de TG/DSC do óleo, LIBF₄ e emulsões indicam sua estabilidade térmica; as análises reológicas mostraram que todos os sistemas apresentaram comportamento newtoniano típico de emulsões, o que também corrobora com sua estabilidade; o potencial zeta, tamanho de partícula (DLS) e índice de polidispersão (PDI) também confirmaram a estabilidade das emulsões, com potencial na faixa entre -30v e +30v, tamanhos entre 200 e 1000 nm e polidispersão abaixo de 0,2; já a funcionalização foi confirmada por espectroscopia Raman, que indicou que houve a deposição das amostras na superfície dos nanotubos. Também foram feitos testes para a avaliação da citotoxicidade do óleo de pequi, do líquido iônico e das emulsões selecionadas pelo ensaio de redução do Brometo de 3-4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium (MTT) e verificou-se que, em 72 horas, boa parte das amostras apresentou citotoxicidade abaixo de 50%. Por fim, foi feita análise da adesão celular por microscopia de fluorescência das amostras de TiO₂ funcionalizadas com as emulsões, que mostrou ser a amostra NTs+EM6 a que teve melhor aderência dos osteoblastos (109%) em relação às superfícies que apresentaram apenas NTs (100%). Dessa forma, são necessários estudos mais detalhados a fim de investigar o potencial mitogênico da emulsão EM6. Biomedical implants have been widely used in order to replace or repair tissues with lesions, which may be of natural or synthetic origin. However, in some cases, corrosion of implants with consequent release of ions to the organism may happen or even imperfect osseointegration can occur, which can cause damage to health, as well as partial or total implant loss. In this sense, surface treatment of TiO2, in order to produce nanotubes (NTs), has been widely used, because such nanotubes aid in the optimization of biocompatibility, mimic the nanometric structure of the bone and are resistant to corrosion. The functionalization of these nanotubes with bioactive molecules has been studied, as it may help to improve the action of the implants. The present study aimed to obtain titanium dioxide (TiO2) nanotubes by means of anodic oxidation, its characterization and, later, functionalization with emulsions of the ionic liquid 1,8-bis (3-methylimidazolium-1-yl) octanetetrafluoborate (LIBF4) and fixed oil of Caryocar coriaceum Wittm (pequi) and application of the system to osteoblasts in order to evaluate their cytotoxicity, cell adhesion and osteogenic potential. The TiO2 NTs were characterized by X-ray diffraction (XRD), which confirmed the presence of the anatase phase in TiO2, important for the nucleation of hydroxyapatite and the same technique also showed the crystallinity of LIBF4; Scanning Electron Microscopy (SEM) demonstrated the presence of layers of NTs organized; The oil of Caryocar coriaceum Wittm was characterized by gas chromatography with Flame Ionization Detector (GC-FID) which showed that oleic acid was its major compound, with 42,33% of the composition of the oil; The TG / DSC analyzes of the oil, LIBF4 and emulsions indicate its stability; The rheological analyzes showed that all the systems presented typical newtonian behavior of emulsions which also corroborates its stability; The zeta potential, particle size (DLS) and polydispersity index (PDI) also confirmed the stability of the emulsions, with potential in the range of -30v to + 30v, sizes between 200 and 1000 nm and polydispersion below 0,2; The functionalization was confirmed by Raman spectroscopy, which indicated the deposition of the samples on the surface of the nanotubes. Tests were carried out to evaluate the cytotoxicity of pequi oil, ionic liquid and emulsions selected by the 3-4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reduction assay, and it was found that within 72 hours a good part of the samples showed cytotoxicity below 50%. Finally, the cell adhesion was analyzed by fluorescence microscopy of the TiO2 samples functionalized with the emulsions, which showed to be the NTs + EM6 sample, which had a better adhesion of the osteoblasts (109%) in relation to the surfaces that presented only NTs (100%). Thus, more detailed studies are needed to investigate the mitogenic potential of EM6 emulsion.

CNPq Este trabalho apresenta o estudo de um método para a determinação da posição e orientação de uma bobina implantável em relação à bobina transmissora localizada externamente ao paciente. No aspecto elétrico, conhecer a posição e orientação da bobina implantada permite um maior domínio sobre o posicionamento do enlace e, consequentemente, das características de eficiência e potência entregue ao secundário, i.e. ao IMD. Já no aspecto clínico, detectar e determinar a posição da bobina implantável e, se possível, do IMD, pode auxiliar na determinação de possíveis movimentações do dispositivo na região implantada que podem influenciar o seu desempenho. Neste sentido, realizou-se análises teóricas a cerca da indutância mútua, do coeficiente de acoplamento magnético e de sistemas de transferência de energia sem fio (WPT) a duas bobinas. Por meio do modelo matemático implementado no software Matlab e o projeto experimental de sistemas de WPT a duas bobinas, avaliou-se a influência de desalinhamentos laterais e angulares sobre o acoplamento magnético. A partir das características observadas, descreveu-se os procedimentos necessários para estimar a posição e orientação relativa da bobina do dispositivo implantável apenas mensurando os parâmetros elétricos do primário. Em uma avaliação preliminar, por meio de testes virtuais, observou-se um erro médio e incerteza padrão na determinação da posição relativa de 2,4 mm e 1,1 mm, respectivamente, que se comparada às dimensões das bobinas (40 mm de diâmetro para bobina externa e 5,5 mm para a bobina implantável) indicam uma exatidão adequada. Para a determinação do ângulo relativo o método também apresentou resultados promissores, uma vez que o erro médio foi de 7º e a incerteza padrão obtida de 8,2º. Desta forma, o método estudado possibilita o desenvolvimento de equipamentos para determinação da posição e orientação relativa de uma bobina implantável mensurando apenas a corrente no primário, sem a necessidade de circuitos adicionais no IMD ou a utilização de equipamentos de imagem médicos. This paper presents the study of a method for determining the implanted coil position and orientation relative to the transmitter coil externally located to the patient. In the electrical aspect, knowing the implanted coil position and orientation allows greater control over the placement of the link and thus the efficiency of features and power delivered to the secondary, i.e. the IMD. In the clinical aspect, detect and determine the implantable coil position, if possible, the IMD can assist in determining possible device movements in the implanted area that can influence their performance. In this sense, a theoretical analysis about the mutual inductance, the magnetic coupling coefficient and two coils wireless power transfer (WPT) systems was realized. Through mathematical model implemented in Matlab and experimental design of two coil WPT systems, the influence of lateral and angular misalignment on the magnetic coupling was assessed. From the observed characteristics, was described the necessary procedures to estimate the relative position and orientation of the implantable device coil only measuring the primary electrical parameters. In a preliminary evaluation, through virtual testing, there was an average error and standard deviation in determining the relative position of 2.4 mm and 1.1 mm, respectively, compared to the dimensions of the coils (40 mm diameter to external coil and 5.5 mm for implantable coil) indicate adequate accuracy. To the relative angle the method also yielded promising results, since the average error was 7° and the standard deviation obtained 8.2°. Thus, the method studied enables the development of equipment for determining the implanted coil relative position and orientation measuring only the primary current without the need for additional circuitry in IMD or the use of medical imaging equipment.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações Submitted by Carla Jesus (cjesus@ua.pt) on 2017-09-27T10:57:17Z No. of bitstreams: 1 thesis.pdf: 3621391 bytes, checksum: 403edf3ef48f62d4e624f7f41bcadf74 (MD5) Made available in DSpace on 2017-09-27T10:57:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesis.pdf: 3621391 bytes, checksum: 403edf3ef48f62d4e624f7f41bcadf74 (MD5) Previous issue date: 2016

Mestrado em Engenharia Mecânica A perda de cabelo é um problema comum que atinge milhões de pessoas. O seu tratamento pode ser feito através do implante capilar, técnica indicada para causas de queda de cabelo em que houve total comprometimento do folículo piloso, ou seja, nas situações em que existe a atrofia ou destruição do cabelo. Nesta dissertação, pretende-se desenvolver um sistema de visão que permita identificar de forma autónoma a localização e orientação de folículos relativamente a uma ferramenta acoplada a um robô certificado para utilização em áreas médicas. O processo descrito pretende encurtar o tempo médio do transplante folicular, melhorar a percentagem de folículos transplantados com sucesso, reduzindo o esforço e dor do paciente. Para o efeito é utilizado o robô Kuka iiwa sendo as imagens adquiridas com câmaras uEye light edition e a aplicação desenvolvida em MATLAB. Neste trabalho é descrito de forma detalhada o funcionamento do sistema de visão implementado no robô, abordando aspetos relacionados com a calibração das câmaras, identificação do tipo de folículos (com base no número de cabelos existentes na mesma raiz), a localização espacial deste relativamente ao par de câmaras stereo. O algoritmo desenvolvido permite calcular de forma automática as matrizes necessárias ao movimento do robô para que o punção atinja a posição desejada. O desenvolvimento deste trabalhou culminou na apresentação de um interface que permitisse a um cirurgião extrair folículos assistido por um robô. Hair loss is a common problem that affects millions of people worldwide. The treatment of baldness can be done through the capillary implant technique suitable for hair loss in cases in which there was total impairment of the hair follicle, namely in situations where there is a hair atrophy or destruction. This thesis intends to develop a vision stereo system, to autonomously recognize the location and orientation of a follicle in relation to a tool attached to a robot certified and approved for medical use; The procedure aims to shorten the average time of follicular transplantation, improving the percentage of successful transplanted follicles; and reducing stress and pain of the patient. For achieving such purpose Kuka iiwa robot was used; and images were acquired through the uEye edition light cameras. Also, the algorithm was developed in MATLAB. Different problems were addressed: calibration of the camera, identification of the type of follicles (based on the number of hairs in the same root), and recognition of the spatial location of follicles in relation to the stereo cameras. This algorithm allows to calculating automatically the arrays necessary to move the robot's griper to the desired position. The development of this work resulted in the development and presentation of an interface that allows a surgeon to extract follicles assisted by a robot.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:29Z : No. of bitstreams: 1 000859657.pdf: 11263749 bytes, checksum: 51e907f4fbdf0d8ce56785c1c9af062c (MD5) A liga Ti-6A-4V é um biomaterial que tem se mostrado muito adequado na fabricação de implantes para reparar lesões craniofaciais. Entre outros requisitos, é importante que o implante resista a solicitação mecânica para garantir uma resposta clínica satisfatória de modo a proporcionar conforto e segurança ao paciente. O propósito específico do presente trabalho de pesquisa é determinar a influência de diferentes ciclos térmicos na microestrutura da amostra da Ti-6Al-4V produzida pelo processo de sinterização direta de metal por laser (DMLS) e no micromecanismo de fratura resultante de tensionamento uniaxial em tração. Para isso foram fabricados corpos-de-prova de tração, utilizando a técnica DMLS, e os mesmos foram submetidos a diferentes ciclos térmicos de 650 °C/1h, 650 °C/3h, 800 °C/4h e 850 °C/2h. Posteriormente, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de tração. A caracterização microestrutural foi realizada com auxílio de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). As superfícies de fratura resultantes para as diferentes condições de ciclos térmicos foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura. A microestrutura final da amostra como produzida resultante do processo de manufatura aditiva por DMLS revelou uma microestrutura martensita hexagonal α'. Para a amostra A6501H, a microestrutura martensítica resultante do processo DMLS não se decompôs. Na amostra A6503H a microestrutura martensítica começa a se decompor, pois são observados precipitados da fase β. Já nas amostras A8004H e A8502H observa-se uma estrutura (α +β), com cristais de fase α e fase β precipitada nos contornos. De acordo com a análise fractográfica todas as condições estudadas apresentaram fratura dúctil caracterizada pela formação e coalescência de microcavidades com forma e tamanhos variados The Ti-6A-4V alloy is a biomaterial that has proved very suitable for the manufacture of prostheses to repair craniofacial injuries. Among other requirements, it is important that the prosthesis resist mechanical stress to ensure a satisfactory clinical response in order to provide comfort and safety to patients. The specific purpose of this research is to determine the influence of thermal cycles - as prototyped, 650 °C (1h); 650 °C (3h), 800 °C (2h) and 850 °C (4h) - on the microstructure and fracture micromechanisms resulting from uniaxial tension in traction. Therefore it was manufactured by DMLS technique bodies - of - proof traction which were subsequently subjected to different thermal cycles. Then, the bodies -specimens were subjected to tensile test. Microstructural characterization was carried out using optical and scanning electron microscopy (SEM). The resulting fracture surfaces of the five conditions for thermal cycling were analyzed by SEM. The final sample microstructure produced as a result of the additive manufacturing process DMLS revealed a hexagonal martensitic microstructure α '. For A6501H sample, the resulting martensitic microstructure DMLS process is not decomposed. In A6503H martensitic microstructure sample begins to decompose, as are observed precipitates of β phase. Already in the samples A8004H and A8502H observe a structure (α + β) with α and β phase crystal phase precipitated in the contours. According to fractographic analysis of all studied showed ductile fracture conditions characterized by the formation and coalescence wells with varying shape and sizes

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-16. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:50:59Z : No. of bitstreams: 1 000865259.pdf: 3255498 bytes, checksum: 5ab3f0da34d9a2202c8baaada085b6cc (MD5) A Nanoskin® é uma película de celulose bacteriana produzida pela bactéria Acetobacter xylinum,por meio de um processo biotecnológico. É composta por uma rede de nanofibrilas cuja estrutura cria uma extensa superfície, a qual permite a retenção de grande quantidade de água e importantes modificações em seu formato, sem perder suas características estruturais. Objetivo: visando acrescentar novas possibilidades para a reconstrução da pálpebra, em seus folhetos profundo ou superficial, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar se a película de Nanoskin® poderia ser uma opção. Método: foram utilizadas 40 cobaias, do sexo masculino, que receberam fragmentos de Nanoskin® na região dorsal, em dois estudos, um direcionado para a utilização da Nanoskin nos tecidos profundos, quando o biomaterial foi colocado no subcutâneo e outro no qual a Nanoskin foi colocada na superfície da pele. Em ambos os estudos foram utilizados dois tipos de Nanoskin: grupo 1 (G1), no qual foi utilizada película de Nanoskin® (2X2 cm) sem recobrimento de gelatina no subcutâneo ou na superfície da pele e o grupo 2 (G2), que recebeu implante de Nanoskin® (2X2 cm) com revestimento de gelatina no subcutâneo e na superfície da pele. O grupo controle foi obtido com colocação de enxerto de pele de espessura total no tamanho de 2X2 cm, contíguo ao implante de Nanoskin®, em todos os animais de G1 e de G2 do experimento que estudou o biomaterial na superfície da pele. Cinco animais de cada grupo foram eutanasiados em quatro momentos experimentais: 7 dias (M1), 30 dias (M2), 90 dias (M3) e 180 dias (M4). Foram realizadas avaliações morfométricas do implante das lâminas histológicas, exame histológico e exame ultraestrutural. Resultados: a Nanoskin® quando implantada no subcutâneo não foi encontrada em um animal de M3 e em cinco animais de M4. Nos momentos M3, M4 e M5, houve separação entre as suas lamelas. Houve... The Nanoskin® is a bacterial cellulose film produced by the bacteria Acetobacter xylinum by means of a biotechnological process. It is composed by a network of nanofibrils whose structure creates a large surface area, which allows the retention of a large amount of water and significant changes in its shape without losing its structural characteristics. Purpose: aiming to add new possibilities for the reconstruction of the eyelid, in its superficial or deep lamellae, this study was developed in order to assess whether the Nanoskin® film could be an option. Method: 40 male guinea pig were used, that received Nanoskin® fragments in the dorsal region, in two studies, one directed to the use of Nanoskin® in deep tissue when the biomaterial was placed subcutaneously and another in which the Nanoskin® was placed on skin surface. In both studies we used two types of Nanoskin: group 1 (G1), which was used Nanoskin® film (2x2 cm) without gelatin coating on the subcutaneous or on the skin surface, and Group 2 (G2), which received Nanoskin® implant (2X2 cm) with gelatin coating on the subcutaneous and on the skin surface. The control group was obtained with full-thickness skin graft placement on the size of 2X2 cm Nanoskin® adjacent to the implant in all animals in G1 and G2 experiment that studied the biomaterial on the surface of the skin. Five animals from each group were euthanized at four experimental times: 7 days (M1), 30 days (M2), 90 days (M3) and 180 days (M4). Morphometric assessments of the implant and the histological slides were held, histological and ultrastructural examination. Results: the Nanoskin® when implanted subcutaneously was not found in one animal from M3 and in five animals from M4. In moments M3, M4 and M5, there was separation between their lamellae . There was a significant inflammation at the beginning of the experiment which reduced the following times, and formation of a pseudocapsule around the ...

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-19. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:00Z : No. of bitstreams: 1 000846960.pdf: 3346900 bytes, checksum: 6c18e59b1faa366606936b934172298a (MD5) Neste trabalho busca-se observar um estudo de caracterização mecânica em materiais destinados a implantes, a caracterização superficial dos corpos de provas usinados dos três tipos de materiais utilizados nos implantes para fechamento ósseo titânio grau cinco, titânio grau quatro e aço inox 316 L, estes três tipos de materiais são considerados como biomateriais pois possuem todas as propriedades necessárias para reconstrução óssea, e tem provado ser eficiente para implantes. Este estudo se dará através da aplicação detalhada de ensaios de caracterização superficial e propriedades mecânicas. Um estudo da rugosidade dos materiais antes do implante e a determinação do módulo de cisalhamento e elasticidade utilizando um método não destrutivo foram utilizados. Será apresentado uma síntese dos diferentes tipos de fixação e comparados aos resultados dos ensaios nos materiais. Nos materiais usinados em formatos de discos, foram coletadas imagens num mmicroscópio confocal, e foi realizada análise da superfície com a finalidade de obtenção da rugosidade média quadrática de cada material a fim de identificar a melhor condição de superfície. Uma revisão de literatura fundamentará o estudo proposto In this work the aim is to observe a mechanical characterization study materials for implants, the surface characteristics of the machined test samples of three types of materials used in bone implants for closing five grade titanium, and titanium grade for stainless steel 316 L, there three types of materials are considered as biomaterials because they posses the necessary properties for bone reconstruction, and has proven to be efficient for implants. This study will be through the detailed application of surface characterization and mechanical properties testing. A study of the roughness of the material before implantation and determining the shear modulus and elasticity using a non-destructive method were used. A summary of different types of fasteners and compared to the test results on the materials will be presented. In machined materials dise formats, images were collected on a confocal microscope, and surface analysis was performed for the purpose of obtaining the mean roughness and mean square surface roughness in order to identify the best surface condition. A literature review reasons or the proposed study

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:27Z : No. of bitstreams: 1 000825246.pdf: 3464292 bytes, checksum: 907652ea25dcfa1a9a30ba9ee22fa099 (MD5) O parafuso de interferência é o dispositivo de fixação mais usados em cirurgias de reconstrução ligamentar de joelho. O uso dos polímeros bioabsorvíveis está sendo cada vez mais utilizados nesta aplicação, devido suas vantagens relacionadas à excelente biocompatibilidade, bioabsorção, integração do enxerto/osso e também facilidade na revisão cirúrgica. O presente estudo tem por objetivo tem por objetivo o desenvolvimento de um parafuso de interferência bioabsorvível fabricado através do processo de injeção em dois polímeros bioabsorvíveis: PLDL (Poli L-D-ácido lático) e um compósito de PLDL+30% TCP (β Trifosfato de Cálcio). Para o desenvolvimento do projeto do produto foi usado um programa de análise estrutural por elementos finitos, de forma a obter a melhor geometria do encaixe de ferramenta. Através dos estudos de simulação por elementos finitos foi possível selecionar a geometria com maior resistência mecânica levando em conta o esforço de torção e além disso foi possível analisar a influência de furos transversais nas tensões mecânicas geradas pelos esforços de torção. Após a definição da melhor geometria, foram fabricadas amostras dos parafusos com os dois polímeros selecionados, os quais foram esterilizados por ETO (Óxido de etileno). Foram realizados testes mecânicos de torque inserção e torque de ruptura. A resistência mecânica do parafuso foi avaliada através da comparação entre os valores do torque de inserção comparando-se com o torque máximo de ruptura. Para contribuir o estudo foi executado teste de degradação in vitro, durante um período de 180 dias, onde foi avaliada a perda de massa dos implantes, resistência mecânica e queda do peso molecular dos implantes. Logo foi possível avaliar o compartamento mecânico dos implantes em degradação comparando-os com os requerimentos da aplicação. Pode-se observar que a degradação molecular do implante ao longo dos... The interference screw is the fixation device most selected for Knee ligament reconstruction surgeries. The use of Bioabsorbable polymers in interference screws for this application is increasing due it has advantages like excellent biocompatibility, bioabsorption, good integration between graft / bone and also facility in the surgical revision. The aims of the present study were to develop a bioabsorbable interference screw manufactured by the injection moulding process with two distinct polymeric materials: PLDL, Poly(L,DL-Latic acid) and a composite PLDL + 30% TCP (β Tricalcium phosphate). A program for structural analysis by finite elements was used in the development of the screw design, in the intend to make the best geometry fit for the tool. Trough the study by finite elements simulation it was possible to chose the geometry with higher mechanical resistance taking in the account the torsion effort and analyse the influence of transversals holes in the mechanical tensions made by the torque efforts. After the definition of the best geometry, samples of the screw were manufactured with the two selected polymers, sterilized with ETO (ethylene oxide). Were performed mechanical tests, insertion test and torque to break. The mechanical strenght of the screw was evaluated through the comparison between the values of insertion torque and maximum rupture. In addition, a in vitro, degradation test was performed over a period of 180 year days. It was observed, the weight loss, mechanical strength of the implants was evaluated, and molecular weight drops of the implants. Therefore it was possible to evaluate the mechanical behavior in degradation and compare with the application requirements. It can be observed that the raise of the molecular degradation of the implant along the months had as result a loss of the mechanical resistance of the screw, ina slowly and gradual way for the PLDL material, yet the composite material (PLDL+TCP)...

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-26Bitstream added on 2015-05-14T16:59:09Z : No. of bitstreams: 1 000816204.pdf: 522472 bytes, checksum: 25779cbe8f027d47edb97dfc753e8174 (MD5) Objetivo: Visando acrescentar novos conceitos na área da reconstrução da cavidade anoftálmica e utilizando conhecimento adquirido na Cirurgia Plástica, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a integração dos implantes hemi-esféricos de silicone em gel coesivo com três diferentes tipos de superfície (lisa, texturizada e de poliuretano), empregados para devolução do volume perdido de cavidades evisceradas de coelhos. Método: Foram utilizados 45 coelhos albinos, machos, espécie Orictolagus cuniculus, que tiveram o olho direito eviscerado, sendo feita a colocação de implantes hemi-esféricos de silicone em gel coesivo na cavidade orbitária. Os implantes diferiram entre si pelos revestimentos, que foram de três tipos: liso (Grupo (GI)), texturizado (GII) ou de poliuretano (GIII). Cada grupo foi constituído por 15 animais, sendo que 5 animais de cada grupo foram sacrificados 7 (M7), 30 (M30) ou 90 (M90) dias após a cirurgia de evisceração e colocação do implante. Foram realizadas avaliações clínica, laboratorial (exame de creatinina sérica e de 2,4 toluenodiamina - TDA), tomográfica usando o programa OsiriX® (posição e área do implante), histológica e morfométrica (medida da espessura da pseudocápsula e da celularidade). Os resultados obtidos foram submetidos à avaliação estatística comparando-se os grupos com diferentes tipos de revestimentos dos implantes, nos três momentos de sacrifício. Resultados: Houve boa evolução em todos os grupos experimentais, não se observando extrusão ou processos infecciosos ao longo do período experimental. A avaliação histológica mostrou que os implantes de superfície lisa (GI), texturizada (GII) ou de poliuretano (GIII) tiveram boa integração tecidual, com maior reação inflamatória e espessura da pseudocápsula nos implantes de GIII. No exame tomográfico, os implantes de GI mudaram mais de posição e foram evidenciadas deformidades nos ... Purpose: In order to add new concepts in the area of the anophthalmic socket reconstruction and using knowledge acquired in Plastic Surgery, this study was developed to evaluate the integration of hemi-spherical cohesive gel silicone implants coated by three different surfaces (smooth, textured and polyurethane) used to replace the missed volume in eviscerated cavities of rabbits. Methods: Forty-five albino male rabbits of the specie Oryctolagus cuniculus had their right eye eviscerated and hemi-spherical cohesive gel silicone implants were inserted in the orbital socket to replace volume. The implants were coated by three different types of surfaces: smooth (Group (IG)), textured (GII) or polyurethane (GIII). Each group was composed by 15 animals and five of them in each group were sacrificed seven (M7), 30 (M30) and 90 (M90) days after evisceration surgery and implant placement. Clinical and laboratorial assessments (creatinine test and 2,4 toluene diamine- TDA), histologic and morphometric exam (measurement of the thickness of pseudocapsule and cellularity) and tomographic (CT scan) evaluation using the OsiriX program (position and area of the implant) were performed. The results were analyzed statistically comparing groups that differ by the coating of implants in the three moments of sacrifice. Results: There was good evolution in all experimental groups and extrusion or infectious processes was not observed throughout the experimental period. Histological evaluation showed that implants with a smooth (GI), textured (GII) or polyurethane surface (GIII) had good tissue integration and GIII implants showed greater inflammatory reaction and thickness of the pseudocapsule. On CT scan, the GI implants changed over position and deformities were observed in the GIII implants. Using OsiriX® program was possible to evaluate the area of the implants. The 2,4 TDA was not found in any of the experimental groups. Conclusion: Cohesive gel ...

Orientador: Cecilia Amélia de Carvalho Zavaglia Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Esta tese demonstra os benefícios relacionados ao uso efetivo de uma metodologia que visa guiar todo processo de cranioplastia, utilizando-se de implantes personalizados para regenerar falhas cranianas. Sabe-se que diferentes técnicas de implante, geralmente atreladas a casos médicos específicos, têm sido aplicadas já há vários anos. Isso acarretou uma grande e valiosa evolução nesta área, porem também gerou dúvidas sobre qual técnica seria a mais eficaz a ser empregada em cada caso. A metodologia aqui explanada visa auxiliar desde o diagnóstico, passando pela coleta de imagens médicas, elaboração do modelo tridimensional do paciente contendo sua falha óssea, modelamento do implante, criação física do mesmo através do uso da Manufatura Aditiva (MA) e finalmente a aplicação do implante no paciente. Esta metodologia é aplicável aos implantes personalizados metálicos, poliméricos ou cerâmicos, e direcionados para serem executados pela tecnologia de MA que também é conhecida como prototipagem rápida. Na origem do processo está a captura de imagens médicas do crânio e da falha óssea através de tomografia computadorizada. As fatias tomográficas são transformadas em um modelo tridimensional no sistema InVesalius® (CTI ¿ Brasil) e os arquivos neles criados são transferidos para um programa específico utilizado na MA chamado Magics RP ¿, nele então o biomodelo tridimensional é analisado e preparado para execução de um modelo físico. Na criação do implante em caso de falhas pequenas ou médias que estão alocadas totalmente em um dos hemisférios do crânio pode-se usar apenas o Magics RP ¿. Em casos de falhas grandes laterais (que invadem o hemisfério oposto) ou frontais, utiliza-se o programa de CAD, neste caso o SolidWorks ¿, no qual são trabalhadas superfícies e sólidos com o objetivo de reconstruir fielmente o perfil craniano através do implante que está sendo desenvolvido. Os resultados obtidos com o uso da metodologia são implantes de adequação perfeita, diminuição no tempo de cirurgia e rápida recuperação e integração social do paciente. Conclui-se que o grande benefício de se ter uma Metodologia para Desenvolvimento de Implantes Cranianos Personalizados é que esta orienta através de um conjunto de diretrizes as equipes multidisciplinares compostas de cirurgiões, radiologistas, técnicos e engenheiros, estejam orientadas e preparadas a atender a crescente necessidade de implantes cranianos personalizados Abstract: This thesis demonstrates the benefits related to the effective use of a methodology that aims to guide the whole process of cranioplasty, using custom implants to regenerate cranial defects. Known is that different implant techniques, usually linked to specific medical cases, has being applied for several years. This led to large and valuable developments in this area, but also raised questions about which one would be the most effective technique employed in each case. The methodology here explained aims to give an assistance from diagnosis, through the collection of medical imaging, three-dimensional model of patient preparation containing your bone gap, modeling of the implant, creating physically the implant with the Additive Manufacturing (MA) and finally the application of implant into the patient. This methodology is applicable to custom metallic implants, polymeric or ceramic and produced with MA technology, which is also known as rapid prototyping. The process is capturing medical images of skull and bone gap through computerized tomography. Tomographic slices are transformed into a three-dimensional model in InVesalius ® system (CTI-Brazil) and the files in them created are transferred to a specific program used in MA, called Magics RP ¿, it then the three-dimensional biomodelo is parsed and prepared for execution of a physical model. In the creation of the implant in case of small or medium failures allocated fully in one of the skull hemisphere can only use the Magics RP ¿. In cases of large lateral faults (invading the opposite hemisphere) or front, we use CAD program, in this case the SolidWorks ¿, in which we work with surfaces and solids in order to be faithfully reconstruct cranial profile through the implant is being developed. The results obtained with the use of the methodology are perfect adequacy implants, decreased at the time of surgery and speedy recovery and social integration of the patient. Concluded is that the major benefit of having a methodology for developing Custom Cranial Implants is that this leads you through a set of guidelines the multidisciplinary teams composed of surgeons, radiologists, technicians and engineers, are targeted and prepared to meet the growing need for custom cranial implants Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-30Bitstream added on 2014-06-13T20:41:21Z : No. of bitstreams: 1 000735574.pdf: 3666043 bytes, checksum: 92271843c48882539c1edd0ed156eddf (MD5) Na busca de material biológico alternativo para a realização de implantes, objetivou-se com o presente estudo avaliar comparativamente a implantação do peritônio da paca conservado em glicerina a 98%, uma nova opção de biomaterial e a tela de polipropileno, consagrada prótese sintética na parede abdominal de ratos Wistar. Foram utilizados 60 ratos, machos, da linhagem Wistar pesando entre 150 e 200 gramas organizados nos seguintes grupos experimentais: grupo controle (GI), grupo peritônio conservado em glicerina a 98% (GII) e grupo tela de polipropileno (GIII), cada um com 20 animais. O grupo GII recebeu o enxerto de peritônio da paca conservado em glicerina 98%, o grupo GIII recebeu o enxerto da tela de polipropileno e o grupo GI não recebeu a membrana. Cinco ratos de cada grupo foram submetidos à eutanásia em quatro momentos distintos: sete, 15, 30 e 60 dias de pós-operatórios para avaliações macroscópicas e microscópicas da interface implante-tecido nativo. Em 100% dos animais do grupo GII e GIII houve boa cicatrização da membrana. Na análise histológica, nos animais que receberam o peritônio da paca preservado em glicerina a 98% ficou demonstrada reação inflamatória aguda (M7 e M15), que gradativamente foi desaparecendo e a membrana foi sendo substituída por tecido conjuntivo fibroso (M30 e M60). Nos animais do GIII que receberam a tela de polipropileno verificou-se infiltrado inflamatório com predominância de mononucleares (M7, M15, M30 e M60), que gradativamente foi desaparecendo e a membrana foi sendo substituída por tecido conjuntivo fibroso (M30 e M60). Pode-se concluir que o peritônio da paca conservado em glicerina e a tela de polipropileno, promoveram reforço abdominal satisfatório no reparo de defeito produzido na parede abdominal de ratos In search of alternative biological material to perform implants, this study aimed to compare the implantation of paca peritoneum preserved in glycerin 98% a new option of biomaterial and polypropylene mesh , consecrated synthetic prosthesis in the abdominal wall of wistar rats. A total of 60 male rats of wistar strain weighting between 150 and 200 grams housed into three diferent experimental groups: control group (GI), peritoneum preserved in glycerin 98% (GII) and polypropylene mesh group, with 20 animals each one. The group GII received the paca peritoneum graft preserved in glycerin 98%, the group GIII received the polypropylene mesh and the group GI did not receive any membrane. Five rats from each group were euthanized at four different times: seven, 15, 30 and 60 days postsurgery to macroscopic and microscopic evaluations in graft-native tissue interface. 100% of the animals of the GII and GIII had good healing of the membrane. On histological examination, the animals that had received the paca peritoneum graft preserved in glycerin 98% , showed inflammatory infiltrates (M7 and M15), wich gradually disappeared and the membrane was replaced by connective tissue (M30 e M60). The animals that received the polypropylene mesh had inflammatory infiltrates with predominance of mononucleares (M7, M15, M30 and M60), wich gradually disappeared and the membrane was being replaced by connective tissue (M30 e M60). It was concluded that the paca peritoneum conserved in glycerin 98% and the polypropylene mesh promote strengthening abdominal quite satisfying in repair induced defect in the abdominal wall of rats

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico As lesões do manguito rotador geram incapacidade funcional e dor no ombro e suas possíveis causas são relacionadas com trauma agudo, processo degenerativo do tendão e impacto subacromial. O tratamento cirúrgico para a reparação da lesão é realizado, em geral, por artroscopia utilizando implantes tipo âncoras de sutura. Estes implantes podem ser metálicos ou não e suportam fios de sutura. A função primordial destes dispositivos é fornecer uma fixação estável do tendão ao osso favorecendo assim o processo de cicatrização. No entanto, o inconveniente desta técnica é a dificuldade da passagem e amarração dos fios que aumenta o tempo cirúrgico e os custos. Por este motivo, implantes que não utilizam fios de sutura foram desenvolvidos, entretanto, sua utilização é controversa, visto que são importados sendo pouco conhecida a sua eficiência no tratamento destas lesões. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver um implante alternativo às âncoras de sutura, que não utilize fios de sutura e que seja aplicado de forma direta e rápida. O implante proposto foi projetado no formato de um grampo de titânio onde a fixação do tendão ao úmero é feita por uma haste horizontal e a resistência ao arrancamento é fornecida por filetes posicionados nas hastes verticais do grampo. As etapas de validação do novo implante consistiram na verificação da resistência do grampo e na estabilidade em reparos do manguito rotador utilizando modelagem por elementos finitos. Para a realização das simulações numéricas foi necessária à determinação de parâmetros de forças atuantes na união do tendão ao osso através de ensaios de tração utilizando amostras de tendão e úmero bovinos. O reparo do tendão neste caso foi realizado usando âncora de sutura. As forças estimadas serviram como base para a determinação das condições de carregamentos que poderiam vir a atuar no reparo do manguito rotador utilizando o grampo projetado. Um modelo em elementos finitos do reparo com âncora de sutura também foi feito para entender o fenômeno físico do processo de amarração dos fios. A simulação considerando ambos os implantes de fixação foi feita utilizando um modelo tridimensional simplificado do úmero e tendão supraespinhal. Os resultados obtidos com a simulação mostraram que o grampo, nas condições analisadas, forneceu uma fixação estável do tendão ao osso. The rotator cuff tears generate functional disability and shoulder pain and their possible causes are related to acute trauma, tendon degeneration and subacromial impingement. The surgical treatment is performed through arthroscopy using suture anchors. These implants can be metallic or non-metallic and have suture threads. The main purpose of soft tissue fixation devices is to achieve a close approximation between the tendon and the bone to allow the former to heal securely to the latter. However, the disadvantage of this technique is the difficulty of guiding sutures through tendon and tying secure knots resulting in increased surgical time and costs. For this reason sutureless screw anchors were developed, however, there are little data regarding the mechanical properties or clinical outcomes of how well these implants perform in rotator cuff repairs. The main aim of this study was to develop an alternative implant to suture anchors, which does not use suture threads and can be applied directly and quickly to reattach tendons to bone. The proposed implant was designed in the shape of a titanium staple. The tendon attachment to the humerus with this new device is made by a cross-bar portion of the staple and the pull out strength is provided by the barbs disposed at the legs of the staple. The new implant was evaluated to check its strength and stability in rotator cuff repairs using finite element analysis. To carry out the numerical simulations it was necessary to determine parameters of forces acting on the attachment of the tendon to the bone through tensile tests using bovine tendon and humerus specimens. The predicted forces were used as the basis to determine the loading conditions of the rotator cuff repair with the new device. A finite element model of repair with suture anchor was also made to understand the physical phenomenon of the tie sutures process. The simulation considering both attachment implants using a simplified three-dimensional model of the humerus and supraspinatus tendon carried out. The results of the simulation showed that the staple, under the analyzed conditions, provided a stable fixation of tendon to bone. Dissertação (Mestrado)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Florianópolis, 2010 A contratura capsular é a complicação mais comum associada ao uso de implantes mamários de silicone. A superfície do implante é um dos fatores associados à ocorrência de contratura capsular. Este estudo experimental avaliou as diferenças nas características morfológicas e moleculares da cápsula formada ao redor de implantes revestidos de poliuretano comparados aos de superfície texturizada em ratas Wistar, principalmente as modificações na angiogênese, na expressão do VEGF e sua relação com os níveis de TGF-? e ?-SMA. As cápsulas dos implantes revestidos de poliuretano foram significativamente mais espessas do que as de superfície texturizada nos dois períodos avaliados. Essa diferença ocorreu principalmente às custas do tecido conjuntivo neoformado. O tecido conjuntivo neoformado adjacente aos implantes revestidos de poliuretano foi mais celular, irregular e vascularizado quando comparado aos implantes de superfície texturizada. As fibras de colágeno nos implantes texturizados aparentam ser mais contínuas e alinhadas em relação aos implantes revestidos de poliuretano. A análise imunohistoquímica revelou elevados níveis de TGF-? e VEGF nas cápsulas em torno dos implantes revestidos por poliuretano quando comparados aos de superfície texturizada. Não se evidenciou diferença na expressão de ?-SMA, entre os implantes revestidos de poliuretano e texturizados após 90 dias. Esses achados sugerem que a maior expressão de VEGF ao redor das próteses induzidas pelos cristais de poliuretano teria a capacidade de aumentar a vascularização tissular, resultando numa cápsula mais macia se comparada aos implantes de superfície texturizada.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013. O tecido ósseo está sempre suscetível a lesões, causadas por agentes externos ou patologias, onde em alguns casos a intervenção cirúrgica para instalação de implantes se faz necessária. Dentre os biomateriais utilizados como sustentação para a regeneração óssea, os implantes porosos processados a base de titânio apresentam uma combinação de fatores que viabilizam o seu emprego, entre eles, apropriadas propriedades químicas e mecânicas. Além da biocompatibilidade, a caracterização estrutural desses materiais é de relevante importância, pois suas características morfológicas também influenciam o processo de regeneração óssea. Este projeto tem como objetivo principal a caracterização de dois grupos de implantes de titânio com morfologias porosas distintas, além da avaliação do crescimento ósseo em suas fases porosas, uma vez que as amostras foram implantadas em tecidos ósseos de coelhos. As análises estruturais e de quantificação óssea foram realizadas por meio da análise de imagens tridimensionais adquiridas com a microtomografia de raios X. As amostras foram processadas por meio da técnica da metalurgia do pó, usando Titânio puro grau 1 como matéria prima e bicarbonato de amônio como agente gerador de poros. Diferentes granulometrias e proporções dos pós utilizados asseguraram diferenças morfológicas entre os dois grupos de implantes. As amostras foram implantadas em tíbias de coelhos, onde os períodos de permanência no tecido ósseo de 7, 14, 21, 28 e 35 dias foram respeitados para a avaliação do processo osseointegrativo. Foram analisados os parâmetros estruturais de porosidade, tamanho de poros e conexões, número de coordenação, permeabilidade, área superficial e grau de esfericidade dos poros de cada grupo. As correlações investigadas entre a fração de poros ocupada por osso e os parâmetros físicos indicaram a influência da morfologia porosa no processo de reparação óssea. Os resultados encontrados contribuirão para a otimização de biomateriais porosos direcionando o seu processamento para atingir propriedades que melhorem o desempenho dos implantes Bone tissue is susceptible to injuries induced by pathologies or accidents. In some cases, a surgical intervention to implant devices is necessary. Biomaterials are often used as scaffolds to bone recuperation. To be applied as a scaffold, porous titanium implants are a good choice due to their chemical and mechanical properties. Besides the biocompatibility, biomaterial implants must to offer other structural parameters which permit the bone ingrowth process. In this work, two groups of porous titanium implants were processed by powder metallurgy with distinct pore morphology. Pure titanium and ammonium bicarbonate (as pore former) were used in the samples processing. Different quantities and grain sizes of the powders provided different pore morphology for the groups. The implants were introduced into rabbits bone tissues for 7, 14, 21, 28 and 35 days. Therefore, the aim of this work is to characterize the pore phase of the titanium porous implants, and also to quantify the pore fraction occupied by neo-bone formation. The measurements were accomplished by means of X-ray microtomography image analysis. Structural parameters such as porosity, pore size, throat size, interconnectivity, permeability, surface area and pore sphericity were analyzed. The correlations between bone neoformation data and structural parameters indicate the influence of the pore shape on osseointegration process. The results of this work can be useful to improve the porous biomaterial processing.

Mestrado em Engenharia Mecânica A utilização de próteses articulares aumentou drasticamente nas últimas décadas em virtude do envelhecimento geral da população e da evolução das técnicas e componentes utilizados em tais aplicações. Espera-se uma vida útil para essas próteses em torno de 15 anos, o que é fator limitante para a utilização em pacientes mais jovens. Outra preocupação consiste no desgaste dos componentes protéticos, que obriga o paciente a se submeter à cirurgia de revisão. Estima-se que o custo da cirurgia de revisão é de aproximadamente 40% do valor empregado na primeira cirurgia, e os problemas relacionados àquela vão desde perda do elemento ósseo fragilizado à infecção devido à cirurgia e dificuldade em retirar a prótese colocada. No intuito de diminuir o número de cirurgias de revisão causadas pelo desgaste dos componentes e proporcionar uma vida mais tranquila para o paciente, novas soluções são estudadas, como a dopagem ou utilização de materiais mais resistentes e a aplicação de revestimentos que melhorem as características de materiais já conhecidos na biomecânica. Os revestimentos de diamantes obtidos por deposição química em fase de vapor (CVD - Chemical Vapor Deposition) possuem excelentes propriedades frente ao desgaste, bem como uma biocompatibilidade tão boa quanto à do titânio, material utilizado em larga escala na produção de próteses. Essas características fazem do revestimento de diamantes em dispositivos biomecânicos um material promissor e impulsionam sua investigação. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a aplicabilidade de revestimentos de diamante obtidos através de deposição por CVD em próteses biomédicas de ligas de Ti e Co-Cr. As análises dos revestimentos foram realizadas através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia Raman. The use of joint prostheses has increased dramatically in recent decades due to the general aging of the population and the development of techniques and components used in such applications. Expected service life for these prostheses is of about 15 years, which is a limiting factor for the use in younger patients. Another concern is the wear of the prosthetic components, requiring the patient to undergo revision surgery. It is estimated that the costs of revision surgery is approximately 40% of the value of the first operation, and problems relating to that range from loss of bone fragile element due to infection surgery and difficulty in removing the prosthesis in place. In order to reduce the number of revision surgeries caused by phostheses wear and provide a more peaceful life for the patient new solutions are studied, such as doping or the use of more resistant materials and application of coatings to improve the characteristics of already known materials biomechanics. Diamond coatings made by CVD (Chemical Vapor Deposition) present excellent properties against the corrosion and wear, as well as a biocompatibility as good as titanium, a material extensively used in the production of prosthesis. These features make the diamond coating on biomechanical devices a promising technique and boost its research. This study aims to evaluate the applicability of diamond coatings produced by CVD deposition on prosthetic biomedical Co-Cr and Ti. The coatings analyzes were measured by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Raman spectroscopy.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica O objetivo final na área médica reconstrutiva é a restauração estrutural e funcional do tecido ao estado natural. Em cirurgias de fixação de fratura, uma fixação estável e confiável é uma condição absoluta para o sucesso. Implantes metálicos geralmente oferecem boa fixação. Entretanto, várias complicações e efeitos adversos têm sido descritos a respeito de seus usos. A ideia de desenvolver implantes que gradualmente perdem resistência e são reabsorvidos após cicatrização óssea tem estimulado diversas investigações na área dos biomateriais. Implantes biorreabsorvíveis podem ser produzidos a partir de polímeros cujas unidades monoméricas estão naturalmente presentes no organismo, permitindo sua degradação e reabsorção sem acúmulo de reações tóxicas. O processo de moldagem por compressão, tradicionalmente utilizado para a fabricação de dispositivos biorreabsorvíveis autorreforçados, tais como placas e parafusos, apresenta desvantagens em relação à qualidade final do produto e baixa flexibilidade de fabricação. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova tecnologia para a fabricação de implantes biorreabsorvíveis. No contexto desta pesquisa, implantes tipo parafuso foram fabricados para aplicações em cirurgias de reparo do tecido ósseo. Inicialmente, barras circulares foram produzidas através de processo de injeção. Para o aumento dos níveis de resistência mecânica, as barras foram submetidas a um processo de autorreforço. Na sequência, utilizou-se a usinagem na obtenção da forma, da qualidade dimensional e da superfície adequada para a interação com o tecido ósseo. Os resultados desse conjunto de etapas e processos revelaram um produto com propriedades mecânicas, tolerâncias geométricas e características de superfície adequadas para uma fixação segura e com qualidade superior a apresentada por implantes moldados disponíveis no mercado.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-25Bitstream added on 2014-06-13T18:58:54Z : No. of bitstreams: 1 destro_fc_me_botfmvz.pdf: 752446 bytes, checksum: f518354aa765561a5fac57e44fd72386 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Avaliar em vacas Nelore (Bos indicus) tratadas por longo prazo (70 dias) com implantes subcutâneos de agonista de GnRH (deslorelina- -Suprelorin® 4,7 mg) a dinâmica folicular ovariana e as concentrações plasmáticas do hormônio folículo estimulante (FSH), do hormônio luteinizante (LH) e da progesterona (P4) durante os últimos 20 dias do tratamento, e a dinâmica folicular ovariana e as concentrações de P4 da remoção do implante até a ovulação. Quinze vacas Nelore com escore de condição corporal (ECC) 3 tiveram sua ovulação sincronizada. No dia da detecção da ovulação, 10 animais foram selecionados para serem submetidos ao tratamento com implante subcutâneo de deslorelina. Nos últimos 20 dias do período de tratamento, foram realizados exames ultrassonográficos, a cada 2-3 dias, para caracterização da dinâmica folicular e registro dos folículos, que foram classificados de acordo com o diâmetro como: I (< 0,4 cm), II (0,4-0,6cm) e III (> 0,6cm). Neste mesmo período foram coletadas amostras de sangue para mensuração das concentrações plasmáticas de FSH, LH e P4. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as diferenças entre as médias foram determinadas através do teste de Tukey. Durante os 70 dias de tratamento com a deslorelina nenhum animal ovulou, apesar de não ter sido observado a supressão do desenvolvimento folicular. Esse achado ultrassonográfico foi confirmado pelos resultados da concentração plasmática de P4, que se manteve em média abaixo de 0,16 ng/mL. Durante os últimos 20 dias de tratamento, quatro animais apresentaram desenvolvimento folicular com diâmetro máximo variando entre 0,4 a 0,6 cm, enquanto que nos três restantes foram observados diâmetros superiores a 0,9 a 1,2 cm. As secreções de FSH e LH não foram abolidas ao longo do estudo. Após a remoção... The objective of the present study was to evaluate in Nelore cows (Bos indicus) treated for a long period (70 days) with subcutaneous implants of deslorelin (GnRH agonist-Suprelorin® 4,7mg) the ovarian follicular dynamics and plasma concentrations of follicle-stimulating hormone (FSH), luteinizing hormone (LH) and progesterone (P4) during the last 20 days of treatment and the ovarian follicular dynamics and plasma concentrations of P4 from the removal of the implant until the ovulation. Fifteen Nelore cows with body condition score (BCS) 3 had their ovulation synchronized. At the day of the detection of ovulation 10 animals were randomly selected to receive subcutaneous implant of deslorelin. In the last 20 days of the period of implantation, ultrasonographic scans were realized, every 2-3 days, in order to characterize the follicular dynamics and to register the follicles which were classified according to diameter as: I (< 0,4 cm), II (0,4-0,6cm) and III (> 0,6cm). Simultaneously, blood samples were collected to measure plasma concentrations of FSH, LH and P4. Results were tested by analysis of variance and difference between means were defined using Tukey’s test. During the 70 days of deslorelin implantation none of the animals ovulated, despite of the implant not suppressing all follicular development. This ultrasonographic finding was confirmed by the results of P4 plasma concentrations, which was kept in average below 0,16 ng/mL. During the last 20 days of implantation, four animals presented follicular development with maximum diameter ranging through 0,4 to 0,6 cm while in the three remaining animals the observed diameter ranged through 0,9 to 1,2 cm. The secretion of LH and FSH was not entirely suppressed during the study. After the removal of the deslorelin subcutaneous implant (Suprelorin® 4,7 mg), the period of... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-22Bitstream added on 2014-06-13T19:05:27Z : No. of bitstreams: 1 marquesfilho_wc_dr_botfmvz.pdf: 648603 bytes, checksum: 1f30b6fb6e4d5b77b142f7aa9e2bea30 (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O objetivo deste foi avaliar os efeitos da utilização de implantes subcutâneos de Deslorelina (agonista de GnRH-Suprelorin®) por 70 dias sob a dinâmica folicular, secreção de FSH, LH e P4 e, a expressão gênica e proteica dos receptores endometriais de estrógeno e (E R e E R), de progesterona isoformas A e B (PABR e PBR) e de ocitocina (OTR) em vacas Nelore (Bos taurus indicus). Foi sincronizada a ovulação de 15 vacas Nelore com escore de condição corporal (ECC) 3 e, no D0 foram aleatoriamente selecionados 7 animais para serem submetidos a implantação subcutânea de Deslorelina por 70 dias. O exame ultra-sonográfico foi realizado para caracterização da dinâmica folicular e os folículos foram classicados em classes: I (< 0,4 cm), II (0,4-0,6cm) e III (> 0,6cm). Amostras de sangue foram coletadas para mensuração das concentrações plasmáticas de FSH, LH e P4. A pulsatilidade e os picos de LH foram determinados a partir de amostras sanguíneas coletadas a cada 15 minutos por 6 horas em 4 vacas escolhidas aleatoriamente nos D20 e D62. A mensuração da expressão proteica dos E R, E R, PABR e PBR no epitélio glandular e estroma uterino foram mensurados por meio da técnica da imunoistoquímica e, a expressão gênica dos E R, E R, PABR e OTR foi avaliada com auxílio da técnica de qRT-PCR, ambas... The objective this study is to evaluate the effects of subcutaneous implant Deslorelin (GnRHa-Suprelorin®) by 70 days on the endocrine dynamic, the follicular development and, gene and protein expression of endometrial receptors of estrogen and (E R and E R), progesterone isoforms A and B (PABR and PBR), and oxytocin (OTR) of Nelore (Bos taurus indicus) cows . Ovulation of 15 Nelore cows with BCS 3 was synchronized following of implantation of Deslorelin in 7 animals for 70 days. During this period, the ovaries were scanned by ultrasonography to characterize the follicular dynamics, where the follicles were divided in class: I (< 0.4 cm), II (0.4-0.6 cm) and III (> 0.6 cm). Blood samples were collected before of each ultrasonographic exam for later measurement of plasma FSH, LH and P4. The assessment of LH pulsatile secretion was measured on blood samples collected every 15 minutes for six hours through the jugular catheterization in fourrandomly chosen cows on D20 and D62. The protein expression of E R and E R, PABR and PBR of endometrial glandular epithelial and stromal was measured using the technique of immunohistochemistry and the quantification of gene expression of E R, E R, PABR and OTR by qRT-PCR technique from fragments collected through endometrials biopsies on days 0, 4, 20 and 27. Others two samples of endometrium were used for. The comparison between the moments of the measures was performed using the nonparametrics tests of the Friedman and Fisher's Exact. The relationship between the results of follicular dynamics, gene and protein expression was performed by Pearson correlation, all with a significance level of 0.05. During the 70 days of implantation of Deslorelin neither animal ovulated, indicating that the preovulatory peak of LH was abolished. The maximum number of follicles... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:27:11Z : No. of bitstreams: 1 soranzfilho_je_me_botfm.pdf: 1652118 bytes, checksum: 7a01edbccd06925523118f49c1d42b63 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Universidade Estadual Paulista (UNESP) Alterações oculares, em especial a perda de volume nas cavidades evisceradas, promovem uma série de modificações ao paciente tanto funcional do órgão quanto psicológica e estética. Uma grande preocupação ao longo do tempo é a procura de um material que possa preencher o volume perdido de forma a dar um maior conforto no ponto de visto psicológico e estético ao paciente. Para contribuir nessa direção, esse trabalho teve como objetivo testar experimentalmente prótese de polietileno granulado de ultra-alto peso molecular, material de baixo custo, em órbitas de coelhos submetidos à evisceração cirúrgica em vários tempos experimentais, onde foram avaliados aspectos macroscópicos e microscópicos e de toxicidade sistêmica do material. Os resultados desse trabalho mostram que o material utilizado no implante de cavidade não apresenta alteração significativa nos parâmetros analisados quando comparados ao grupo controle. Sendo resultados bastante promissores indicando que o implante de polietileno poroso desenvolvido por uma indústria nacional tem alto potencial para se realizar testes em humanos Ocular changes especially the loss of volume in eviscerated cavities promotes several modifications to patients – organ functioning and psychological and esthetical changes. A material that could replace the lost volume in order to guarantee to patients more psychological and esthetical comfort has long been worryingly searched. Contributing in this direction this work aimed at testing experimentally a prosthesis polyethylene granulate of ultra-high molecular weight made of a low cost material to be implanted in orbit of rabbits through surgical evisceration during several experimental times to assess macroscopic and microscopic aspects of systemic toxicity of the respective material. The results show that the material used for the implant of the prosthesis in the cavity does not present significant alteration in the analysed parameters when compared to the control group. Thus, we point with this study promising results indicating that the porous polyethylene implant developed by a national enterprise presents high potential to be tested in humans

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4659_.pdf: 6592458 bytes, checksum: d82d5f62895e63aad50d1e24af49819f (MD5) Previous issue date: 2010-09-10 Objetivou-se avaliar placas de osso bovino conservadas em solução saturada de sal, com ou sem tratamento químico, como estabilizador articular após desmotomia do ligamento cruzado cranial (LCCr) em cães ex vivo, sob os aspectos mecânicos, microbiológicos e microscópicos. Para tal, 34 placas foram usinadas e distribuídas em dois grupos: GS (n=17) - foram conservadas em solução saturada de sal a 150% por 45 dias; GPS (n=17) - foram submetidas a um tratamento químico anteriormente à conservação. Após, realizou-se desmotomia do LCCr, osteotomia da tuberosidade da tíbia, e avanço e fixação desta com as placas ósseas. Para a avaliação mecânica, realizou-se o ensaio de compressão nos espécimes (tíbia + placa). Observou-se presença de microorganismo nas placas do GS. No GPS verificou-se desnaturação do colágeno ósseo. Em ambos os grupos, as forças máximas suportadas excederam as forças fisiológicas estimadas para 110% do peso dos animais. Conclui-se que a solução saturada de sal promove lise nuclear sem afetar a disposição das fibras ósseas, sugerindo diminuição da antigenicidade do osso cortical bovino; o processamento químico é um método eficiente de esterilização de material cortical ósseo bovino; a placa óssea como estabilizador articular suporta aforça vertical máxima de compressão calculada para 110% do peso vivo sobre a tuberosidade da tíbia após o seu avanço. The objective of this study was to evaluate bovine cortical bone plates preserved in over-satured salt solution associated or not with chemical treatment, as a joint stabilization method after desmotomy of the cranial cruciate ligament (CrCL) in dogs ex vivo, as for mechanics, microbiologic and microscopic aspects. For this proposal, 34 bone plates were manufactured and distributed in two groups: GS (n=17) – preserved in 150% over-saturated salt solution for 45 days; GPS (n=17) – underwent to chemical treatment before preservation. Later, the CrCL desmotomy, tibial tuberosity osteotomy and advancement and fixation of the tuberosity with the bone plates were performed. Then, compression tests of the specimes (tibia + bone plates) were performed for mechanical evaluation. Contamination was observed in group GS. It was observed collagen denaturation in GPS. In both groups the maximum supported force exceeded the physiologic load estimated in 110% of the living weight. We concluded that over-saturated salt solution may reduce cortical bone antigenicity; the chemical treatment is an effective sterilization method of cortical bone; and the bone plates as a joint stabilization method supports compressive forces applied on tibial tuberosity after its advancement.

The hot rolling process is a kind of industrial method used in raw material manufacturing for surgical implant pieces. The hot rolling processing has been the subject of many studies and the knowledge of this process is very well established. However, this process requires the control of several parameters such as the geometry of billets and rolling rolls, the initial and finishing deformation temperatures and strain rates, pass schedule, total reduction of rolling process and the capacity of the equipment. The most important feature of the metallurgical processing is the final quality of the produced material, since all parameters described above act upon processing and they can change the material behavior. Therefore, the best would be that all the process parameters were well known and controlled. The aim of this work was to analyze how the rolling processing parameters like temperature, deformation, strain rate and stress level vary during hot rolling of an ASTM F138 alloy billets. This analysis was conducted using a commercial software based on finite elements methods developed for hot work processing simulation. The processing data were attained from an industrial plant and two similar passes of a hot rolling schedule were simulated. The first pass promoted the change of a billet from a square geometry to an oval shape and the second from oval to round shape. The evolution and distribution of strain, strain rate, temperature and stress throughout the billets during hot rolling were determined and analyzed. The results showed that the numerical simulation was efficient to describe parameter evaluations, since the results are similar to those observed in a real rolling processing. The achieved results can be used as a data base for analysis of defects and failures upon processing and also to progressive improvement of the industrial processing. O processo de laminação a quente é um dos processos utilizados para a fabricação de matéria-prima utilizada em peças de implantes cirúrgicos. A laminação a quente tem sido objeto de muitos estudos e o conhecimento sobre este processo parece ser bem consolidado. Todavia este processo requer o controle de muitos parâmetros, como a geometria dos tarugos e dos cilindros de laminação, a relação entre os cilindros e o tarugo, a temperatura e velocidade de laminação, plano de passes, redução total de laminação, capacidade máxima do equipamento, entre outros. O mais importante do processo acaba se tornando a qualidade final do material produzido, pois todos os parâmetros descritos acima variam, e estas variações não podem impactar negativamente na qualidade do produto final. Assim o ideal seria que todos os parâmetros de processo fossem bem conhecidos e controlados. O objetivo deste trabalho foi analisar como parâmetros do processo de laminação tais como temperatura, deformação, taxa de deformação e tensão aplicada variam durante a laminação de um tarugo da liga ASTM F138 utilizando um software comercial, desenvolvido para análises de processo de conformação com base nos métodos dos elementos finitos. Foram simulados dois passes de laminação semelhantes aos que ocorrem em um processo real, sendo o primeiro passe quadrado-oval e outro oval-redondo. Foi analisada a variação dos parâmetros ao longo do tarugo durante a laminação. Os resultados mostraram que a simulação numérica foi eficiente em avaliar os parâmetros investigados, pois os resultados obtidos são semelhantes aos encontrados em um processo real de laminação. Estes dados encontrados com a ajuda de um software de simulação servirão como base de estudos para análise de defeitos e também da melhoria contínua de processo.

Mestrado em Engenharia Mecânica A constante evolução tecnológica conduziu, nos últimos anos, a uma redução quer nas dimensões, quer nos padrões de consumo dos diversos sistemas instrumentados. Como consequência surgiu, gradualmente, a necessidade de substituir os tradicionais métodos de ”alimentação” de dispositivos médicos instrumentados, cujas fontes de energia se baseavam na utilização de baterias. Não obstante, também novos dispositivos médicos têm surgido, como resposta aos novos horizontes que estas tecnologias proporcionam. Este trabalho apresenta três propostas de sistemas de geração de energia eléctrica, aplicados num modelo conceptual da prótese da anca desenvolvida para o efeito. Todos eles foram criados com o objectivo de gerar energia de forma independente de mecanismos exteriores ao corpo humano e, com base em movimentos efectuados quotidianamente. Foram utilizados dois tipos de geradores baseados no processo de indução magnética e um sistema com recurso a materiais piezoeléctricos. O primeiro consistiu no aproveitamento da vibração/impacto introduzido durante os movimentos. O segundo sistema indutivo baseou-se no movimento relativo da esfera da prótese, face a um componente acetabular magnetizado. Por fim, um terceiro sistema baseou-se na carga mecânica aplicada à prótese durante o movimento. Os resultados revelaram que todos os sistemas desenvolvidos podem, de facto, ser utilizados como geradores para este tipo de aplicação. Porém existe a necessidade de optimização dos mesmos, assim como dos métodos de ensaio disponíveis. The constant evolution of technology has led, in the last years, to a reduction of size and energy needs of several instrumented systems. As a consequence, gradually, the need of replace traditional power supplies, in medical instrumented devices, whose energy sources were based on the use of batteries. Nevertheless, new devices have also emerged, as a response to the new horizons that these technologies provide. This work presents three new systems for electric energy generation, being all applied in the same conceptual model of a hip prosthesis, designed for that purpose. All the systems were developed in order to generate power independently from mechanisms outside human body and, based on movements done everyday. Two types of generators based on magnetic induction and a system using piezoelectric materials were built. The first one use the mechanical energy that is generated during patient movements and produce oscilations of a magnet that is located inside the prosthesis. The second inductive system was based on the relative motion between the sphere of the prosthesis, and a magnetized acetabular component. Finally the third system, use the force applied to the prosthesis, during movement, to deform a piezoelectric device. The results reveal that all systems developed can, indeed, be used as generators for this kind of application, however there is the need to optimize them, as well as the test methods.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-08Bitstream added on 2014-06-13T20:57:15Z : No. of bitstreams: 1 barbara_mam_me_sjc.pdf: 1075403 bytes, checksum: 92db8537a093160d86bb81247a4103b8 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Com o aumento da expectativa de vida da população é importante o estudo de tratamentos alternativos e de biomateriais que visam auxiliar no processo de osseointegração em pessoas com osteoporose. O presente estudo avaliou e comparou a osseointegração de implantes cilíndricos de superfície porosa com implantes cilíndricos de superfície rugosa, ambos de titânio, em ratas osteopênicas e normais, por meio de análise histológica e histomorfométrica. Avaliou também a influência do tratamento com laser de baixa potência (Arseneto de Gálio Alumínio) sobre a osseointegração. Os implantes foram inseridos em 84 ratas, cada rata recebeu um implante poroso no fêmur esquerdo e um implante rugoso no direito. Quarenta e dois dos animais foram submetidos à cirurgia de ovariectomia (OVZ) e 42 foram falsamente operados (SHAM). Após um mês, as ratas foram divididas em 4 grupos, com 21 animais cada, de acordo com o tratamento recebido: a) grupo 1 (SHAM): cirurgia de colocação dos implantes (CI); b) grupo 2 (SHAM): CI e aplicação do laser de baixa potência (LLLT); c) grupo 3 (OVZ): CI; d) grupo 4 (OVZ): CI e LLLT. Sete animais de cada grupo, selecionados aleatoriamente, foram sacrificados 2, 4 e 6 semanas após a cirurgia, os fêmures contendo os implantes foram submetidos à análise histológica e histomorfométrica. Na análise histológica observou-se que houve osseointegração em ambos implantes nos diferentes grupos. Após avaliação da análise histomorfométrica verificou-se que o grupo 4, os implantes do tipo poroso, com animais sacrificados 4 semanas após a cirurgia de implante exibiu maior porcentagem de neoformação óssea, seguido do grupo 2, com implante poroso 4 e 6 semanas de período de sacrifício. Concluiu-se que a laserterapia melhora significantemente a neoformação óssea e que os implantes de superfície porosa apresentam maior área para contato na interface osso-implante. With increasing life expectancy of the population is important to the study of alternative treatments and biomaterials which aim to assist in the process of osseointegration in people with osteoporosis. .This study involved an assessment and comparison of the osseointegration of cylindrical titanium implants with porous surfaces and with rough surfaces in osteopenic rats, based histological and histomorphometric analyses. An evaluation was also made of the influence of low level laser therapy (LLLT) with gallium-aluminum arsenate (Ga-Al-As) on osseointegration. The implants were placed in 84 rats, two per rat, i.e., a porous implant in the left femur and a rough implant in the right femur Forty-two of the animals were then ovariectomized (OVZ) while the other 42 were subjected to a sham ovariectomy (SHAM). After one month the rats were divided randomly into four groups of 21 animals each, according to treatment received: a) group 1 (SHAM) implant surgery (IS); b) group 2 (SHAM) IS and low-level laser therapy (LLLT); c) group 3 (OVZ): IS; d) group 4 (OVZ) IS and LLLT. Seven animals from each group were selected randomly and killed 2, 4 and 6 weeks after surgery and the histomorphometric analyses. The histological analysis revealed that osseointegration occurred in both types of implants in all the groups. The histomorphometric analysis indicated that the porous implants in the group 4, killed 4 weeks after implantation, showed the highest percentage of new bone formation, followed by the porous implants in group 2, killed 4 and 6 weeks after implantation. It was concluded that laser therapy significantly improves new bone formation and that implants with porous surfaces have a larger contact area at the bone-implant interface.

Orientadora: Claudia Eliana Marino Zarbin Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 2004 Inclui bibliografia: f. 72-83 Área de concentração: Engenharia e Ciência dos Materiais Resumo: A bioengenharia contemplou durante toda sua história o desenvolvimento de materiais biocompatíveis para serem utilizados como soluções na medicina. A intenção é produzir biomateriais que sejam adaptados aos ambientes do corpo humano, possibilitando o auxílio ou substituição de funções corporais de maneira efetiva. O titânio e suas ligas são uma importante classe de biomateriais, especialmente em interação com o tecido ósseo. A interação da superfície de implantes de titânio e a subsequente integração desses implantes com o tecido ósseo, denominada de osseointegração, é um fator importante para o devido funcionamento e sucesso do implante ósseo. O objetivo desse estudo foi de criar e testar uma metodologia simples e acessível para obtenção de superfícies recobertas com óxidos estáveis e bioativas, favorecendo então a osseointegração. Foi utilizado a técnica eletroquímica de oxidação anódica para criar uma película de dióxido de titânio (TiO2) em amostras de titânio comercialmente puro, grau 2, utilizado especialmente em implantes dentários, além da liga Ti-6Al-4V comumente usada em implantes ortopédicos. A estabilidade dessas camadas de óxido foi analisada utilizando técnicas de potencial de circuito aberto e testes de imersão em diferentes períodos de tempo em sangue e saliva artificiais aliados à varredura linear de potenciais. Essa varredura, feita em faixas de potenciais de -1,0 V a 1,0 V e 5,0 V, foi empregada para crescer a película de óxido na superfície polida do Ti e posteriormente estudar uma possível dissolução dessa camada em soluções fisiológicas artificiais. A estabilidade dessa camada de óxido foi confirmada com baixos índices de dissolução da película de óxido. Além disso, as amostras oxidadas foram submetidas à testes de imersão in vitro durante dez dias em simulated body fluid (SBF), onde foi verificada através das técnicas de MEV e XPS, a capacidade dessa superfície em nuclear hidroxiapatita em sua superfície, podendo indicar uma osseointegração favorável ao serem utilizadas em implantes médicos in vivo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-16Bitstream added on 2014-06-13T20:21:58Z : No. of bitstreams: 1 vulcani_vas_dr_jabo.pdf: 1018347 bytes, checksum: 9774f91bfa84c854291e7dacae87b4e9 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Neste trabalho, objetivou-se, a obtenção de biomembranas a partir de centros tendinosos diafragmáticos de eqüinos submetidos a soluções alcalinas por diferentes períodos de tempo. As amostras foram tratadas durante 24, 48, 72, 120 e 144 horas em solução alcalina, liofilizadas e analisadas quanto à flexibilidade, viabilidade para sutura e homogeneidade. Em seguida, as amostras obtidas e o material in natura foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, microscopia eletrônica de varredura e ensaio de degradação enzimática pela colagenase. As membranas tratadas por 72 horas em solução alcalina se mostraram mais homogêneas e flexíveis em relação às membranas tratadas por tempos menores e mais resistentes à sutura em relação às tratadas por tempos maiores em solução alcalina. A calorimetria exploratória diferencial demonstrou que não houve desnaturação do colágeno após o tratamento alcalino. Concluiu-se que o tratamento por 72 horas é o mais indicado para a implantação cirúrgica na parede abdominal de eqüinos. The objective of this work was to obtaining biomembranes from equines tendineous diaphragmatic centers submitted to alkaline solutions at different times. The samples were treated during 24, 48, 72, 120 and 144 hours in alkaline solution and analyzed the flexibility, viability for suture and homogeneity. After that, the samples and the material in natura were characterized by diferential scanning calorimetry, scan ning electronic microscopy and biological stability in vitro hydrolysis of collagen by colagenase. The 72 hours alkaline treatment showed be intermediary in relation to flexibility, suture resistance and homogeneity. diferential scanning calorimetry demonstrated that the alkaline treatment did not have denaturated the collagen. It 23 was concluded that the treatment for 72 hours is the most indicated for the surgical implantation.

Foram avaliados 40 pacientes com espondilolistese e instabilidade lombossacra: 13 pacientes do tipo ístmica-lítica, 19 do tipo degenerativa, 2 pacientes do tipo traumática, 1 tipo do patológica, e 5 do tipo cirúrgica, nos quais foram realizadas 40 artrodeses da coluna lombossacra com enxerto ósseo e fixação metálica com o implante A-Systems. A avaliação dos pacientes foi realizada clínica e radiograficamente, nos períodos pré-operatório, pós-operatório imediato e pós-operatório tardio. O tempo de acompanhamento clínico máximo foi de 46 meses, o mínimo de 10 meses, obtendo-se um acompanhamento médio de 11 meses. A avaliação global tanto do ponto vista do paciente como da equipe médica mostrou que: 36 (90%) dos pacientes obtiveram bom resultado; três pacientes (7,5%) apresentaram melhora em relação ao pré-operatório e um paciente (2,5%) não obteve melhora. Vinte e nove pacientes (72,5%) tiveram sua capacidade de trabalho normalizada, nove (22,5%) pacientes tiveram sua capacidade melhorada em 75% e dois (5%) pacientes tiveram a capacidade melhorada em 50%. Vinte e um pacientes (52,5%) tiveram o índice de Prolo aumentado entre 9 e 10 (excelente); 14 (35%) tiveram índice de Prolo aumentado para 7 e 8 (bom); em 5 (12,5%) o índice ficou entre 5 e 6 (regular) e nenhum paciente teve índice 2, 3 ou 4 (mau). O tempo médio de retorno para as atividades normais variou de três a doze meses, com uma média de sete meses. Em comparação com métodos similares relatados pela literatura, o implante mostrou-se tão eficiente quanto eles, com as vantagens da simplicidade, da possibilidade de ser usado em vários níveis e da rigidez após montado. Lumbosacral column arthrodesis with bone graft and metallic fixation (A-Systems implant) was carried out in 40 patients with spondylolisthesis and lumbosacral instability of the following types: isthmic-lytic in 13, degenerative in 19, traumatic in 2, pathological in 1, and surgical in 5. Preoperative, immediate postoperative, and late postoperative clinical and radiological evaluation was carried out. Clinical follow-up ranged from 10 to 46 months (mean follow-up: 11 months). Patient's and Physician's overall evaluation showed the following results: good results in 36 (39%) patients; improvement as compared to preoperative condition in 3 (7.5%); unchanged condition in 1 (2.5%); normalized labor capability in 29 (72.5%) patients; improvement of 75% in labor capability in 9 (22.5%) patients; and improvement of 50% in 2 (5%) patients. As for the Prolo rate, an increase to 9-10 (excellent) was seen in 21 (52.5%) patients; an increase to 7 and 8 (good) was seen in 14 (35%); an increase to 5 to 6 (moderate) was found in 5 (12.5%) patients. No patient had a Prolo rate of 2, 3, or 4 (poor). Mean time until return to normal activities ranged from 3 to 12 months (mean: 7 months). As compared to similar methods reported in literature, the implant has been shown to be equaally effective, with the following advantages: simplicity, use at different levels; rigidity following assembly.

O objetivo deste estudo foi analisar a interface formada entre o polifluoreto de vinilideno (PVDF - piezelétrico e não piezelétrico) e o tecido ósseo do rato. Foram implantados em 40 ratos, na região intercondiliana do fêmur esquerdo, vinte tubos de PVDF [P(VDF-TrFE)] piezelétricos, (d3h = 2,5 pC/N e capacitância 800 pF/m), e vinte tubos de PVDF não piezelétricos. Os animais de ambos os grupos foram subdivididos em quatro subgrupos, seguidos por 7 dias, 3, 6 e 12 semanas. A interface formada pelos tubos com o tecido ósseo foi estudada por microscopia óptica convencional (MOC) (n=28) e pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) por retroespalhamento (n=12). No interior dos tubos de PVDF piezelétricos seguidos por 12 semanas foi constatado, tanto pela MOC como pela MEV por retroespalhamento, crescimento de tecido ósseo. Os resultados indicam que a piezeletricidade teve papel importante na neoformação do tecido ósseo no interior dos tubos piezelétricos. Provavelmente, essa formação óssea foi decorrente ou do efeito eletreto, ou das microdeformações produzidas nos tubos piezelétricos, devido à variação da pressão intra articular do joelho durante a marcha. The objective of this study was to evaluate the interface formed between the poli (viniilidene) fluoride (PVDF-piezoelectric and non-piezoelectric) and cap rats' bone tissue. Twenty tubes of PVDF [P (VDF-TrFE)] piezoelectric, (d3h = 2,5 pC/N and capacitance 800 pF/m), and twenty tubes of non-piezoelectric PVDF were implanted in the intercondilian notch of the left femur of 40 rats. The animals of both groups were subdivided in four subgroups, followed up for 7 days, 3, 6 and 12 weeks. The interface found between bone and tubes was studied by conventional optical microscopy (MOC) (n=28) and by backscattered electronic scanning microscopy (MEV) (n=12). Bone tissue growth was observed inside the tubes of piezoelectric PVDF followed up during 12 weeks, both by MOC and by MEV backscattering. The results indicate that the piezoelectric effect had an important role in the new bone tissue formation inside the piezoelectric tubes. Probably, that bone formation was a result from the electrets effect or from micro deformations produced in the piezoelectric tubes, due to the intra-articular pressure variation on the knee movement during gait.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Os implantes, utilizados atualmente em ortopedia e odontologia, apresentam inúmeros inconvenientes, dentre os quais se destaca a rejeição biológica que provoca a redução do desempenho biomecânico na região de tratamento. Uma alternativa para este problema seria a utilização de um material para estes implantes que atue como elemento estrutural durante o período de reparo e que seja posteriormente absorvido pelo organismo, evitando assim a necessidade de sua remoção. Esta é a proposta dos implantes fabricados em osso. Neste trabalho é investigado o comportamento biomecânico de parafusos de osso cortical bovino liofilizado, implantados na diáfise femoral de coelhos, através de análise experimental e numérica em três grupos de fêmures: com implante de osso, com implante de titânio e sem implante. Na análise experimental, estes fêmures foram submetidos ao ensaio mecânico destrutivo de flexão por quatro pontos. A simulação computacional destes ensaios foi realizada através de modelos de elementos finitos 3D para cada grupo, para a verificação das tensões e deformações induzidas nos implantes e região próxima a este, em função da condição de osseointegração. Os resultados obtidos demonstram que os implantes de osso cortical bovino liofilizado apresentam requisitos biomecânicos satisfatórios, entretanto, são necessárias pesquisas complementares, para poder validar a sua aplicação em tratamentos específicos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Curso de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Introdução: A procura de um substituto para a glândula mamária, tem longa história de insucessos até o advento dos implantes de silicone. A contratura capsular é uma das complicações mais comuns, e a presença de contaminação bacteriana do sítio operatório, tem sido indicada como seu principal fator etiológico. As alterações histológicas peri-implantes são escassas na literatura.

Objetivo: Estudar a experiência inicial em assistência circulatória ventricular esquerda com o aparelho pneumático implantável Heart Mate® 1000 IP, analisando suas características e aplicações clínicas. Material e Métodos: Entre dez/91 e set/94 (45 meses) 33 pacientes em choque cardiogênico por miocardiopatia isquêmica ou dilatada foram assistidos, com esse aparelho, por um tempo de 0 a 153 dias (média de 76 dias, nos pacientes que chegaram a ser transplantados). O diagnóstico, o tempo de assintência circulatória, os parâmetros hemodinâmicos (índice cardíaco, gradiente transpulmonar, fração de ejeção do ventrículo direito, resistência vascular pulmonar e variação da área do ventrículo direito), assim como as complicações clínicas são apresentados e discutidos. Valores pré e pós implante são apresentados como média +/- desvio padrão e comparados por teste T pareado. Resultados: A melhora hemodinâmica foi estatisticamente significante (p

Tese (doutorado) -Pontificia Universidade Catolica do Rio Grande do Sul, Faculdade de Odontologia, 1994