Ausência de correlação entre a penetração do cimento AH Plus nos túbulos dentinários e a qualidade do selamento

O presente estudo objetivou testar experimentalmente a existência da possível correlação entre a penetração de cimento nos túbulos dentinários e a qualidade do selamento. Foram utilizados 60 incisivos centrais superiores humanos que formaram um único grupo experimental. Após a eliminação das porções coronárias, as raízes foram padronizadas em 13 mm de comprimento. A instrumentação dos canais foi realizada no sentido coroa-ápice, e o comprimento de trabalho estabelecido a 1 mm aquém do forame apical. Como solução irrigadora foi empregado o NaOCl a 5,25% e ao final, EDTA a 17%. Em seguida, todos os canais foram obturados com guta-percha e cimento AH Plus marcado com um corante fluorescente. Para determinar a qualidade do selamento das obturações endodônticas, as amostras foram submetidas ao modelo de infiltração de glicose sob pressão. As raízes foram montadas em um dispositivo de dupla-câmara selada para permitir a infiltração da glicose. Como controle negativo foram utilizados 4 dentes hígidos, e como controle positivo, 2 dentes instrumentados porém, não obturados. Foram utilizados 0,75 mL de solução de glicose a 1 mol/L na câmara superior e 0,75 mL de água deionizada na câmara inferior. Os dispositivos foram conectados a um sistema de distribuição de pressão desenvolvido com o objetivo de permitir a infiltração de 32 amostras em uma mesma etapa. A solução de glicose foi forçada apicalmente sob uma pressão de 15 psi durante 1 hora. Uma alíquota de 50 L foi coletada da câmara inferior para quantificar a glicose infiltrada. A concentração de glicose foi determinada através de um método enzimático com o auxílio do Kit Glucose HK e de um espectrofotômetro em um comprimento de onda de 340 nm. Na sequência, as amostras foram desacopladas dos corpos de prova, embutidas em resina epóxi e cortadas em 3 secções transversais. Uma sequência de preparação metalográfica padrão foi realizada para permitir a observação da penetração de cimento nos túbulos dentinários por meio de microscopia confocal e óptica. Os dados obtidos nos 2 experimentos foram cruzados pelo teste de correlação de Spearman, o qual revelou a inexistência de qualquer possibilidade de correlação (r = 0,12). Com base nesses resultados, o presente trabalho concluiu que, dentro das condições experimentais usadas, a quantidade de cimento presente dentro dos túbulos dentinários não teve relação com a qualidade do selamento produzido.

Técnica do tratamento restaurador atraumatico em estudantes de escola municipal do Rio de Janeiro: avaliação in vitro da influência da proteção superficial e do tempo de entrada em serviço na resistência a tração diametral do cimento de ionômero de vidro utilizado

Tratamento restaurador atraumático tornou-se uma opção real para o tratamento da cárie dentária em saúde pública no Brasil. O presente estudo teve como objetivo avaliar durabilidade, resistência e eficácia de 70 restaurações em 31 alunos (entre 6 a 12 anos de idade na Escola Municipal Rotary, RJ - Brasil). Depois de CPO-D e ceo-exame de acordo com critérios da OMS, todos os alunos com selecionados receberam TRA com VITRO MOLAR - DFL, juntamente com instruções de saúde bucal. Os critérios de exclusão foram a presença de cavidades muito profundas e exposição pulpar, casos em que os alunos foram encaminhados para o Postos de Saúde Municipal. In vitro avaliou-se a influência do tempo de entrada em serviço e do tipo de cobertura protetora utilizada na resistência coesiva do Cimento de Ionômero de Vidro utilizado, por meio de ensaios de tração diametral. Confeccionou-se para o teste de tração diametral 6 espécimes para cada variante, 72 no total, com dimensões de 4 mm de diâmetro por 8 mm de comprimento, divididos entre os grupos: grupo1 sem protetor (controle); grupo2 vaselina sólida; grupo3 verniz para unhas. Realizou-se ensaios mecânicos em uma máquina universal de ensaios EMIC DL 500 MF, após a confecção e estocagem individual dos espécimes em potes plásticos contendo 5 ml de água deionizada, que formaram os subgrupos descritos a seguir: a - 20 minutos; b - 2 horas; c - 24 horas; d - 7 dias. Os dados obtidos foram tratados por ANOVA e por Student Newman-Keuls (p<0,05). Ao se avaliar a influência dos diferentes protetores de superfície no CIV utilizado no presente trabalho observou-se que, os protetores de superfície tiveram influência no comportamento do material (p=0,000), com o verniz para unhas mostrando um desempenho superior ao da vaselina sólida. Quanto ao tempo, não foi possível verificar ruptura do material no prazo de 20 minutos, pois os corpos de prova sofriam deformação elástica catastrófica não sendo adequado para a finalidade desejada. Os tempos de 24 horas e sete dias foram semelhantes entre si e diferentes do tempo de duas horas. As restaurações foram clinicamente avaliadas depois de 6, 12, e 24 meses após sua alocação. No total 72 restaurações foram realizadas em 31 escolares. Depois de seis meses, 5 restaurações fraturaram e 3 perderam algum material. Após 12 meses, oito restaurações foram perdidas e apenas 1 fraturou. Na avaliação após 24 meses, mais 12 restaurações foram perdidas e 3 perderam material. Não foram registradas lesões cariosas secundarias após esse período, mesmo quando as restaurações foram parcialmente perdidas. Clinicamente conclui-se que quando a técnica do TRA é bem indicada e aplicada corretamente pode haver uma redução significativa no número de dentes perdidos por lesões de cárie nos indivíduos que participaram do nosso estudo.

Estudo diagenético aplicado ao Membro Maruim da Formação Riachuelo , na parte terrestre da sub-bacia de Sergipe, Brasil

O Membro Maruim da Formação Riachuelo (Neoalbiano), na parte terrestre da Sub-bacia de Sergipe, contém fácies de água rasa compostas, principalmente, por rudstone/grainstone oncolítico oolítico, com baixo conteúdo e variedade de bioclastos. A correlação dos afloramentos e análise petrográfica detalhada, envolvendo catodoluminescência, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e estudos isotópicos e análise química elementar, permitiram a reconstrução da história diagenética do intervalo estudado. As rochas carbonáticas do Membro Maruim estão completamente afetadas por processos diagenéticos associados aos estágios eogenético, mesogenético e telogenético. A dolomitização foi um dos principais produtos diagenéticos observados no estágio eogenético e encontra-se substituindo total ou parcialmente os calcários do Membro Maruim. A dolomitização concentra-se no topo dos ciclos deposicionais descritos na área de estudo e diminuem gradativamente para a base dos mesmos. As relações entre a porosidade e a dolomitização foram estudadas com base nas comparações da fábrica cristalina da dolomita preservada nos afloramentos estudados. Os resultados isotópicos das dolomitas indicam que o processo de dolomitização ocorreu a partir do refluxo de salmouras em um ambiente ligeiramente hipersalino (penesalino). As áreas mais próximas ao contato com a salmoura, fonte dos fluidos dolomitizantes, exibem menor desenvolvimento de porosidade, uma vez que nessas regiões ocorreriam processos de superdolomitização (Pedreira Carapeba). Nestas áreas a assinatura isotópica do carbono e do oxigênio é muito positiva (o valor do δ13C varia de 2.37 a 4.83 e o valor do δ18O oscila entre 0.61 e 3.92), indicando que os processos diagenéticos tardios não teriam alterado significativamente a assinatura isotópica original. As dolomitas geradas nas áreas afastadas da salmoura (pedreiras Massapé, Inorcal I, Inorcal II, Inhumas e Santo Antônio) exibem um maior desenvolvimento de porosidade e têm uma composição isotópica de carbono e oxigênio mais negativa (o valor do δ13C varia de -5.66 a 2.61 e o valor do δ18O oscila entre -4.25 e 0.38). A assinatura isotópica das dolomitas descritas nestas pedreiras também se encontra alterada por processos de dedolomitização. Os cimentos diagenéticos precipitados durante o estágio mesogenético foram os principais responsáveis pela obliteração da porosidade primária e secundária dos calcários do Membro Maruim. Adicionalmente, estes cimentos diagenéticos tardios calcitizaram as dolomitas, fechando parcialmente a porosidade secundária das mesmas. A porosidade das rochas carbonáticas também se encontra fortemente reduzida pela compactação mecânica e química. A dissolução foi o único processo que levou à geração de porosidade secundária no estágio telogenético, porém em porcentagens muito baixas. As fácies dolomíticas são as que apresentam maior desenvolvimento de porosidade secundária, como consequência dos processos de dissolução no ambiente telogenético. A dissolução compreende um dos últimos eventos diagenéticos identificados no intervalo estudado.

Infiltração microbiana por Enterococcus faecalis em canais retrobturados com MTA, iRoot SP e Endo CPM Sealer

O objetivo deste trabalho consistiu na análise da infiltração apical em dentes retrobturados por três materiais: MTA, iROOT SP e Endo CPM Sealer. Para tal, foram utilizados 51 dentes humanos extraídos, incisivos centrais superiores, que foram instrumentados manualmente com limas tipo K, pela técnica Crown-down, obturados com compactação lateral e, após serem apicectomizados a 3mm aquém do ápice foram submetidos à retrobturação, com os três materiais propostos. As amostras foram divididas, randomicamente, em três grupos: GI MTA, GII iROOT SP e GIII Endo CPM Sealer, cada grupo com 15 amostras. Os dentes foram inseridos em tubos de eppendorfs, e feitos a impermeabilização do remanescente radicular utilizando duas camadas de cianocrilato, epóxi, e outra camada de esmalte. Em cada eppendorf foi adicionado caldo TSB estéril e uma suspensão de Enterococcos faecalis e adaptado ao frasco de vidro com meio de cultura enterococcosel. A infiltração bacteriana foi verificada pela turvação do meio de cultura. Após a análise no período de 60 dias, podemos concluir que durante esse tempo ocorreram infiltrações no Grupo I, 43,75 % das amostras apresentaram turvamento do meio de cultura demonstrando persistência da infecção. Já no Grupo II, 31,25 % das amostras tiveram crescimento bacteriano. Por fim no Grupo III, 25,00 % houve a infiltração. Grupos controle positivo e negativo para crescimento bacteriano foram realizados (n=3, cada). Os cimentos testados comportaram-se de maneira semelhante frente à infiltração bacteriana durante o período testado.

Influência da espessura do filme de cimento na resistência adesiva de pinos de fibra de vidro cimentados em condutos radiculares de dentes humanos

O presente estudo visa avaliar a influência da espessura do filme de cimento sobre a resistência de união de pinos de fibra de vidro em diferentes regiões do conduto radicular (cervical, médio e apical), cimentados com cimento resinoso autoadesivo, com e sem a adição de Rodamina B, por meio do teste de push-out. Quarenta raízes foram incluídas em resina epóxi, submetidas a tratamento endodôntico e obturadas com guta percha e cimento endodôntico sem eugenol. Após sete dias, os condutos foram desobstruídos e aleatoriamente divididos em 4 grupos (n=10), de acordo com as brocas do sistema de pinos de fibra WhitePost DC (FGM) usadas: (G1) broca #2; (G2) broca #3; (G3) broca #4; (G4) broca #2. O preparo foi realizado a uma profundidade de 10 mm. A cimentação foi realizada com o cimento resinoso autoadesivo RelyX U100 (3M ESPE), e apenas nos grupos G1, G2 e G3 uma pequena quantidade de Rodamina B em pó foi usada como corante no cimento. Após uma semana, cada raiz foi seccionada em máquina de corte, obtendo-se 6 fatias de 1 0,1 mm de espessura. Antes do ensaio de push-out, imagens digitais foram obtidas, por meio de um estereomicroscópio, de ambas as faces de cada fatia, para determinação do raio dos pinos e da espessura do filme de cimento. Após o ensaio mecânico, novas imagens foram obtidas para determinação do modo de falha. Para determinar a espessura de cimento, foi desenvolvida uma rotina (macro) no software KS 400. Os dados foram estatisticamente analisados com análise de variância (ANOVA) 2 fatores (influência do diâmetro da broca e influência dos terços) e Kruskal-Wallis (influência da espessura do filme de cimento). Comparações múltiplas foram realizadas com o teste Duncan. Todos os testes foram aplicados com α=0,05. Houve diferenças significantes entre os grupos em relação ao diâmetro da broca (p<0,0001), sendo G2 (14,62 5,15 MPa) > G1 (10,04 5,13 MPa) > G3 (7,68 6,14 MPa). O terço do conduto exerceu influência significativa sobre a resistência adesiva (p<0,0001), sendo os maiores valores obtidos no terço apical. As espessuras do filme de cimento foram estatisticamente diferentes nos grupos. Os maiores valores de espessura de cimento foram obtidos no G3 (248,78 μm), seguido de G2 (185,91 μm) e G1 (110,16 μm), sendo o último estatisticamente semelhante ao G4 (119,99 μm). Os resultados de G1(10,04 5,13 MPa) e G4 (8,89 + 5,18 MPa) foram estatisticamente semelhantes, indicando que a presença da Rodamina B não influencia significativamente na resistência de união. O tipo de falha predominante no G1 foi mista, no G2, adesiva entre pino e cimento, e no G3 e G4, adesiva entre cimento e dentina. O diâmetro da broca influenciou significativamente nos resultados de resistência de união ao teste de push-out. O ligeiro aumento na espessura do filme de cimento promoveu um aumento nos valores de resistência, quando comparado com filmes de cimento muito finos ou muito espessos.

Estudo de porosidade por processamento de imagens aplicada a patologias do concreto

A reação álcali-agregado - RAA é uma patologia de ação lenta que tem sido observada em construções de concreto capaz de comprometer suas estruturas. Sabe-se que a reação álcali-agregado é um fenômeno bastante complexo em virtude da grande variedade de rochas na natureza que são empregadas como agregados no preparo do concreto, podendo cada mineral utilizado afetar de forma distinta a reação ocorrida. Em função dos tipos de estrutura, das suas condições de exposição e dos materiais empregados, a RAA não se comporta sempre da mesma forma, em virtude disto a pesquisa constante neste tema é necessária para o meio técnico e a sociedade. Pesquisas laboratoriais, empíricas e experimentais tem sido rotina em muitos dos estudos da RAA dada ainda à carência de certas definições mais precisas a respeito dos métodos de ensaio, mas também em função da necessidade do melhor conhecimento dos materiais de uso em concretos como os agregados, cimentos, adições, aditivos entre outros e do comportamento da estrutura. Embora técnicas de prevenção possam reduzir significativamente a incidência da RAA, muitas estruturas foram construídas antes que tais medidas fossem conhecidas, havendo no Brasil vários casos de estruturas afetadas, sendo custosos os reparos dessas estruturas. Em estudos recentes sobre o tamanho das partículas de álcali-agregado e sua distribuição foi concluído que o tamanho do agregado está relacionado com o potencial danoso da RAA. Existem ainda indícios de que o tamanho e a distribuição dos poros do concreto também sejam capazes de influenciar o potencial reativo do concreto. Neste trabalho desenvolvemos um Sistema de Visão Artificial (SVA) que, com o uso de técnicas de Processamento de Imagens, é capaz de identificar em imagens de concreto, agregado e poros que atendam em sua forma, às especificações do usuário, possibilitando o cálculo da porosidade e produzindo imagens segmentadas à partir das quais será possível extrair dados relativos à geometria desses elementos. Serão feitas duas abordagens para a obtenção das imagens, uma por Escâner Comercial, que possui vantagens relacionadas à facilidade de aquisição do equipamento, e outra por micro tomógrafo. Uma vez obtidas informações sobre as amostras de concreto, estas podem ser utilizadas para pesquisar a RAA, comparar estruturas de risco com estruturas antigas de forma a melhorar a previsão de risco de ocorrência, bem como serem aplicadas a outras no estudo de outras patologias do concreto menos comuns no nosso país, como o efeito gelo/degelo.

Avaliação das propriedades mecânicas e microestrutura de um ionómero de vidro experimental reforçado com nano partículas

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

Modelo animal ex vivo para vertebroplastia percutânea

O teste de novos biomateriais para vertebroplastia percutânea (VP), depende da escolha de um modelo animal adequado. O objectivo deste estudo foi o desenvolvimento ex vivo de um modelo animal reprodutível e fiável para VP, para posterior aplicação in vivo, tendo em consideração a necessidade de evitar o derrame de cimento para o canal vertebral e estruturas vasculares adjacentes. Foi seleccionado um modelo animal superior (ovino), pelas suas reconhecidas propriedades translacionais para a espécie humana. Foram realizadas VP’s em vértebras lombares sob controlo táctil e fluoroscópico, através de uma abordagem parapedicular bilateral. O volume médio de defeito obtido foi 1234±240 mm3, o que assegura defeitos viáveis para o teste de novos biomateriais injectáveis. Seis vértebras foram injectadas com um cimento comercial (Cerament®, Bone Support, Suécia) tendo-se observado preenchimento adequado dos defeitos em todas as vértebras. Todas as vértebras foram avaliadas por microtomografia axial computorizada (microTAC) antes e após a criação dos defeitos e após injecção dos cimentos. Realizaram-se testes mecânicos de compressão, tendo as vértebras sido sujeitas a cargas superiores às fisiológicas e inspeccionadas macroscopicamente. Em conclusão considera-se este modelo adequado para estudos in vivo pré-clínicos, mimetizando aplicações clínicas.

Modelo animal ex vivo para vertebroplastia percutânea

O teste de novos biomateriais para vertebroplastia percutânea (VP), depende da escolha de um modelo animal adequado. O objectivo deste estudo foi o desenvolvimento ex vivo de um modelo animal reprodutível e fiável para VP, para posterior aplicação in vivo, tendo em consideração a necessidade de evitar o derrame de cimento para o canal vertebral e estruturas vasculares adjacentes. Foi seleccionado um modelo animal superior (ovino), pelas suas reconhecidas propriedades translacionais para a espécie humana. Foram realizadas VP’s em vértebras lombares sob controlo táctil e fluoroscópico, através de uma abordagem parapedicular bilateral. O volume médio de defeito obtido foi 1234±240 mm3, o que assegura defeitos viáveis para o teste de novos biomateriais injectáveis. Seis vértebras foram injectadas com um cimento comercial (Cerament®, Bone Support, Suécia) tendo-se observado preenchimento adequado dos defeitos em todas as vértebras. Todas as vértebras foram avaliadas por microtomografia axial computorizada (microTAC) antes e após a criação dos defeitos e após injecção dos cimentos. Realizaram-se testes mecânicos de compressão, tendo as vértebras sido sujeitas a cargas superiores às fisiológicas e inspeccionadas macroscopicamente. Em conclusão considera-se este modelo adequado para estudos in vivo pré-clínicos, mimetizando aplicações clínicas.

Sensores de Bragg para bioaplicações

Nas últimas décadas, os sensores de Bragg têm sido frequentemente utilizados em inúmeras aplicações, em resultado das características únicas desta tecnologia. Contudo, a comunidade científica tem feito um esforço contínuo em desenvolver sensores que respondam tanto quanto possível aos requisitos e interesses de cada aplicação em particular. As bioaplicações são um campo de crescente interesse pelos sensores de Bragg, atendendo à heterogeneidade e complexidade dos meios de análise em questão. No âmbito desta dissertação foi realizada uma análise teórica dos princípios de funcionamento das redes de Bragg, focada em redes uniformes e inclinadas. Foi também descrito o processo de produção de redes de Bragg regeneradas. Redes de Bragg uniformes foram aplicadas na caracterização da reacção de polimerização e cura de materiais dentários, nomeadamente resina para base de dentadura, cimentos e gessos. Foi feita uma análise comparativa do desempenho de diferentes tipos de cimentos e gessos. Em relação ao gesso foi ainda avaliada a influência do rácio água/pó nas propriedades do material. Devido à importância que o índice de refracção tem na detecção de substâncias, doenças e controlo de qualidade de produtos, foi desenvolvido um sensor de índice de refracção baseado numa rede de Bragg inclinada. Implementaram-se também sensores para medição simultânea de índice de refracção e deformação, índice de refracção e temperatura e índice de refracção, deformação e temperatura, todos baseados numa única rede inclinada. O último dispositivo foi validado em ambiente laboratorial. Com o propósito de desenvolver um sensor baseado em redes de Bragg para monitorização da deformação óssea, foi avaliada a biocompatibilidade da fibra óptica em cultura de células osteoblásticas, e analisada a integridade física e funcionalidade da rede de Bragg nesse meio. O interesse em aumentar a sensibilidade e alargar a gama de trabalho dos sensores conduziu ao revestimento das fibras ópticas. Atendendo ao potencial índole biológica e biomédica do trabalho, usou-se como material de recobrimento o diamante, dada a excelente resposta em termos de biocompatibilidade, resistência à corrosão, não toxicidade e afinidade para espécies químicas e biológicas. Os filmes foram obtidos por deposição química a partir da fase vapor assistida por filamento quente. Para além de amostras de fibra óptica, foram revestidas redes de Bragg uniformes e regeneradas. Os sensores revestidos com diamante foram caracterizados à deformação e à temperatura.

PMMA-co-EHA cements for osteoprotheses

The main purpose of this thesis was to produce new formulations of PMMA-co- EHA and study its feasibility as being an alternative to traditional PMMA bone cements. Thus, were originally produced several co-polymers of PMMA-co-EHA and its mechanical properties and in vitro behaviour were evaluated. The copolymers were obtained by radical polymerization and several formulations were produced by partial replacement of MMA (up to about 50%) for EHA. Overall, the results suggest that the partial replacement of MMA by EHA decreased the modulus of the materials and, consequently, increased its flexibility. Then, PMMA commercial beads were added to PMMA-co-EHA formulations (to get bone cement) and the general properties of the resulting bone cements were evaluated. In general, the results revealed that the partial replacement of MMA by EHA led to beneficial changes in curing parameters (there was a reduction of the peak temperature and an increase of curing/setting time), in the in vitro behaviour (the water capacity increased) and in the mechanical properties (the bending strength increased) of new cements. The in vitro cellular response of new formulations of PMMA-co-EHA was compared with that of traditional PMMA bone cement. To this end, we tested the cell adhesion and proliferation of osteoblast-like MG63 cells and human cells from bone marrow. The results revealed that both types of cells were able to attach and proliferate in both formulations. The only exception was observed for the formulation prepared with the highest percentage of EHA, where a few cells that adhere failed to proliferate. Moreover, it was found that increasing the amount of EHA in cement led to an increasing inhibition of cell growth, especially during the first week of culture. This was related to increased water uptake capacity by the new formulations and consequent release of some of its toxic components. Finally, PMMA commercial beads were partially replaced by HA particles and the influence of this substitution on the curing parameters, the mechanical properties and in vitro behaviour of the resulting composites was also evaluated. Incorporation of HA into the bone cements induced a number of significant changes in its final properties: 1) decrease the peak temperature; 2) increase of curing time, 3) increasing the value of elastic modulus accompanied by decrease of the strength/tension. This last finding was related to poor interfacial adhesion between the various components of the bone cements and a heterogeneous distribution (possible agglomeration) of HA particles.

Biomass fly ash incorporation in cement based materials

In recent years, pressures on global environment and energy security have led to an increasing demand on renewable energy sources, and diversification of Europe’s energy supply. Among these resources the biomass could exert an important role, since it is considered a renewable and CO2 neutral energy resource once the consumption rate is lower than the growth rate, and can potentially provide energy for heat, power and transports from the same installation. Currently, most of the biomass ash produced in industrial plants is either disposed of in landfill or recycled on agricultural fields or forest, and most times this goes on without any form of control. However, considering that the disposal cost of biomass ashes are raising, and that biomass ash volumes are increasing worldwide, a sustainable ash management has to be established. The main objective of the present study is the effect of biomass fly ashes in cement mortars and concretes in order to be used as a supplementary cementitious material. The wastes analyzed in the study were collected from the fluidized bed boilers and grate boilers available in the thermal power plants and paper pulp plants situated in Portugal. The physical as well as chemical characterisations of the biomass fly ashes were investigated. The cement was replaced by the biomass fly ashes in 10, 20 and 30% (weight %) in order to investigate the fresh properties as well as the hardened properties of biomass fly ash incorporated cement mortar and concrete formulations. Expansion reactions such as alkali silica reaction (ASR), sulphate attack (external and internal) were conducted in order to check the durability of the biomass fly ash incorporated cement mortars and concretes. Alternative applications such as incorporation in lime mortars and alkali activation of the biomass fly ashes were also attempted. The biomass fly ash particles were irregular in shape and fine in nature. The chemical characterization revealed that the biomass fly ashes were similar to a class C fly ash. The mortar results showed a good scope for biomass fly ashes as supplementary cementitious materials in lower dosages (<20%). The poor workability, concerns about the organic content, alkalis, chlorides and sulphates stand as the reasons for preventing the use of biomass fly ash in high content in the cement mortars. The results obtained from the durability tests have shown a clear reduction in expansion for the biomass fly ash mortars/concretes and the binder blend made with biomass fly ash (20%) and metakaolin (10%) inhibited the ASR reaction effectively. The biomass fly ash incorporation in lime mortars did not improve the mortar properties significantly though the carbonation was enhanced in the 15-20% incorporation. The biomass fly ash metakaolin blend worked well in the alkali activated complex binder application also. Portland cement free binders (with 30-40 MPa compressive strength) were obtained on the alkali activation of biomass fly ashes (60-80%) blended with metakaolin (20-40%).

Acrylic bone cements modified with bioactive and biodegradable fillers

O cimento ósseo acrílico é o único material utilizado para a fixação de próteses em cirurgias ortopédicas, surgindo como uma alternativa às técnicas não cimentadas. Cerca de um milhão de pacientes são anualmente tratados para a substituição total da articulação do quadril e do joelho. Com a maior expectativa de vida da população e o aumento do número de cirurgias realizadas por ano espera-se que o uso do cimento ósseo aumente substancialmente. A fraca ligação do cimento ao osso é um problema comum que pode causar perda asséptica da prótese. Assim, torna-se necessário investir no desenvolvimento de cimentos ósseos alternativos que permitam promover maior estabilidade e melhor desempenho do implante. O principal objetivo desta tese foi desenvolver um cimento ósseo bioativo, capaz de ligar-se ao osso, com propriedades melhoradas relativamente aos sistemas convencionais. A preparação dos materiais foi realizada por dois processos diferentes, a polimerização por via térmica e a polimerização por via química. Inicialmente, utilizando o processo térmico, foram desenvolvidos compósitos de PMMA-co-EHA reforçados com vidro de sílica (CSi) e vidro de boro (CB) e comparados em termos do seu comportamento in vitro em meio acelular e celular. A formação de precipitados de fosfato de cálcio foi observada sobre a superfície de todos os compósitos indicando que estes materiais são potencialmente bioativos. Em relação à avaliação biológica o CSi demonstrou um efeito indutor da proliferação das células. As células apresentaram uma morfologia normal e alta taxa de crescimento quando comparadas com o padrão de cultura. Por outro lado ocorreu inibição da proliferação celular para o CB provavelmente devido à sua elevada taxa de degradação, levando a uma elevada concentraçao de iões de B e de Mg no meio de cultura. O efeito do vidro nos cimentos curados por via química, incorporando um activador de baixa toxicidade, também foi avaliado. Os resultados sugerem que as novas formulações podem diminuir o efeito exotérmico na cura do cimento e melhorar as propriedades mecânicas (flexão e compressão). Outro estudo conduzido neste trabalho explorou a possibilidade de incorporar ibuprofeno (fármaco anti-inflamatório) no cimento, dando origem a um material capaz de ser simultaneamente, bioativo e promotor da libertação controlada de fármacos. Neste contexto foi evidenciado que o desempenho do cimento desenvolvido pode contribuir para minimizar o processo inflamatório associado a uma cirurgia ortopédica. Finalmente, a fase sólida do cimento ósseo bioativo foi modificada por diferentes polímeros biodegradáveis. A adição deste enchimento deu origem a um cimento parcialmente biodegradável que pode permitir a formação de poros e o crescimento ósseo para o interior do cimento, resultando numa melhor fixação da prótese.

Nanocompósitos de PMMA/HA/grafeno para aplicações biomédicas

Os cimentos ósseos à base de PMMA para aplicações em artroplastia da anca apresentam como grande limitação o facto do seu constituinte principal ser um elemento bioinerte o que leva à falta de integração entre as interfaces cimento ósseo/tecido ósseo, comprometendo assim o desempenho mecânico da prótese ortopédica ao longo do tempo. Esta dissertação tem como objetivo principal a preparação de novas formulações de cimentos ósseos com a capacidade de estabelecer interações com os tecidos vivos circundantes. De modo a melhorar a bioatividade do sistema e facilitar a sua osseointegração, os cimentos ósseos comerciais foram reforçados com cargas significativas de HA. No entanto o recurso a elevadas cargas de HA (~60% m/m) no cimento ósseo promove debilidades do ponto de vista estrutural, levando a uma baixa resistência mecânica do material final. No sentido de ultrapassar esta limitação, foram inseridas nanoestruturas de carbono (GO ou CNTs) em baixas percentagens na matriz polimérica por forma a maximizar a sua performance mecânica através da perfeita integração de todos os componentes. A primeira fase deste trabalho consistiu no desenvolvimento de metodologias que permitissem a síntese de GO através da exfoliação química da grafite em solução aquosa. Os resultados obtidos demonstraram a obtenção de folhas de GO em larga escala e com número de camadas uniforme. A funcionalização orgânica superficial via ATRP do GO obtido, com cadeias de PMMA possibilitou o desenvolvimento de novos materiais nanocompósitos, no entanto alguns fatores de natureza tecnológica inviabilizaram o seu uso como agente de reforço na matriz idealizada. O desenvolvimento de novas formulações de cimentos ósseos consistiu numa matriz de PMMA/HA (1:2 (m/m)) reforçada com pequenas percentagens de GO ou CNTs (0,01, 0,1, 0,5 e 1,0% m/m). A síntese destes materiais nanocompósitos resultou da combinação de diversas técnicas: ultrassons, granulação por congelamento e liofilização. A análise estrutural dos nanocompósitos obtidos demonstrou a eficácia da metodologia desenvolvida na homogeneização de todos os elementos do sistema. Os estudos desenvolvidos após a conformação e caracterização estrutural dos novos materiais nanocompósitos permitiram verificar que as nanoestruturas de carbono apresentavam efeitos adversos na polimerização via radicalar do PMMA. A análise da fração orgânica permitiu verificar a presença de espécies oligoméricas o que reduziu significativamente o comportamento mecânico dos nanocompósitos. Através do estudo do aumento da concentração das espécies radicalares iniciais foi possível suplantar este problema e tirar o máximo rendimento dos agentes de reforço, tendo-se destacado os nanocompósitos reforçados com GO. A validação do ponto de vista mecânico das novas formulações de cimentos ósseos recaiu sobre o procedimento descrito na norma europeia ISO 5833 de 2002 – Implantes para cirurgia – cimentos acrílicos, tendo sido realizados os testes de compressão e de flexão. A avaliação biológica do comportamento dos cimentos ósseos assentou em duas abordagens complementares: estudos de mineralização em SBF e estudos de biocompatibilidade em meios celulares. Após a incubação das amostras em SBF ficou demonstrada a excelente capacidade para promoverem a integração de uma camada apatítica. Através de estudos celulares com Fibroblastos L929 e Osteoblastos Saos-2, nos quais foram avaliados a proliferação celular, viabilidade celular, espécies reativas de oxigénio, apoptose e morfologia celular, foi possível verificar bons níveis de biocompatibilidade para os materiais devolvidos.

Avaliação clínica e histológica da resposta periodontal a procedimentos restauradores subgengivais em cães com peridontite

Foram avaliadas a resposta periodontal, clínica e histologicamente, a procedimentos restauradores subgengivais com amálgama de prata (Am), cimento de ionômero de vidro (CIV) e sítios controle não restaurados (CT), em um período de 120 dias, em 3 cães suscetíveis à doença periodontal. Após 4 meses de uma raspagem e alisamento supragengival, foram realizados retalhos totais seguidos de raspagem e alisamento radicular em pré-molares apresentando perda de inserção e sinais inflamatórios. Cavidades radiculares experimentais foram restauradas com Am ou CIV. Durante os 3 meses do pós-operatório os quadrantes 2 e 3 receberam controle mecânico de placa (c/ct). Previamente às restaurações e ao final do período experimental, foram anotados os índices de placa visível (IPV), sangramento gengival (ISG), sangramento à sondagem (SS), profundidade de sondagem (PS), perda de inserção (PI) e distância da margem gengival à uma marca referência na coroa (DMM). Nove dentes foram restaurados com Am, 11 com CIV, e 10 serviram como controles. Após processamento, em espécimes representativos, foram avaliados histologicamente o grau de inflamação no conjuntivo, integridade e posição do epitélio em relação à face cervical das restaurações e da crista óssea (epit/co), e a altura da crista óssea em relação ao preparo cavitário (cav/co). Todos os locais apresentavam inicialmente 100% de IPV, ISG e SS. Foram restaurados dez dentes com cada material e outros 10 locais foram utilizados como controle (CT). O IPV apresentou-se reduzido nos quadrantes 2 e 3 enquanto que o ISG apresentou reduções também nos locais sem controle de placa (s/ct). A redução no SS ocorreu somente em um cão. A PS apresentou alterações variadas, com as maiores reduções (-0,5mm) associadas ao CIV c/ct e os maiores aumentos com Am s/ct e CT s/ct (1,00mm). Aumentos da PI foram também variados, sendo os menores associados com áreas CT c/ct (1,00mm) e os maiores com Am s/ct. As diferenças entre DMM final e inicial variaram de –1,00mm (Am c/ct e CT c/ct) a 1,50mm (CIV c/ct). Alterações epiteliais foram mais freqüentemente observadas em sitos Am s/ct e c/ct. As médias das distâncias cav/co variaram de 1,77mm (CIV c/ct) a 2,51mm (CIV s/ct). As médias das distâncias epit/co variaram de 1,49mm (CIV c/ct) a 2,09mm (CT c/ct). Quanto ao infiltrado inflamatório, sítios Am s/ct e c/ct , e CIV s/ct estiveram mais associados a escores Severo. Pode-se concluir que quadros clínicos e histológicos de maior inflamação e destruição periodontal foram associados a locais restaurados em relação a locais não restaurados, sendo que a resposta inflamatória parece estar na dependência do controle da placa bacteriana supragengival.