Influência do espaçamento do feixe de laser Nd: YAG na obtenção de óxidos e nitretos na superfície do titânio em pressão atmosférica

Neste trabalho investigou-se a modificação de superfície do titânio pela irradiação com feixe de Laser Nd:YAG. Os parâmetros do laser como a potência, o comprimento de onda, a frequência, a velocidade de varredura e a área de exposição foram mantidos constantes, exceto o espaçamento da matriz, o qual foi de 0,01 e 0,02 mm. A caracterização da superfície foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de Raios X (DRX), sendo que os espectros foram refinados pelo método Rietveld. Pela análise de MEV, observou-se uma mudança na topografia, obtendo uma superfície rugosa produzida pelo fenômeno de ablação. As análises por Rietveld dos espectros de difração de raios X detectaram TiN, Ti2N, TiO2 (anatásio e rutilo), sendo que a amostra com espaçamento 0,01 mm apresentou uma maior quantidade de óxidos e nitretos. Isso pode ser devido à sobreposição do feixe, induzindo à formação de uma superfície com maior estabilidade termodinâmica. Os óxidos e nitretos obtidos são de grande importância, pois são responsáveis por produzir uma maior interação entre o osso-implante.

Bacterial cellulose as a novel substrate for retinal pigment epithelium cells transplantation in age-related macular degeneration

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica.

Development of folate-targeted liposomes for rheumatoid arthritis therapy

Tese de Doutoramento em Biologia Molecular e Ambiental (área de especialização em Biologia Celular e Saúde).

Antibacterial properties of multifunctional coatings Ag-ZrCN for biomedical devices: a novel approach

PhD in Sciences Specialty in Physics

Avaliação da limpeza de CDtrodo construídos a partir de CD de ouro gravável/fita adesiva de galvanoplastia

Os eletrodos de ouro são largamente utilizados em estudos eletroquímicos e eletroanalíticos, devido à sua elevada pureza, ampla faixa de potencial de trabalho, bem como a possibilidade de controle e modificação da superfície eletródica. Neste trabalho são descritos procedimentos para construção e limpeza de eletrodos a partir de CDs de ouro graváveis, denominados CDtrodos. Inicialmente, os CDs foram submetidos à ação de HNO3 concentrado para retirada da camada polimérica protetora e exposição da camada metálica, posteriormente, para a construção dos CDtrodos, delimitou-se a área eletródica com fita de galvanoplastia. Diversos métodos para a limpeza da superfície do ouro foram empregados, após ataque do HNO3, tais como, aplicação de potencial fixo em solução de NaCl, ciclagens sucessivas em H2SO4 e aplicação de ultra-som, sendo que os melhores resultados foram obtidos por tratamento com H2SO4. A literatura tem registrado vários trabalhos empregando CDtrodo no entanto são focados na aplicação e pouco se descreve sobre a limpeza do eletrodo; nenhum trabalho foi registrado empregando a fita de galvanoplastia para delimitar a área do eletrodo. A utilização desse tipo alternativo de eletrodo é de suma importância, uma vez que o mesmo apresenta desempenho eletroquímico comparável aos eletrodos comerciais, além de grande versatilidade e baixo custo.

Avaliação da biocompatibilidade e da propriedade bactericida de nanotubos de dióxido de titânio impregnados com lectina e nanopartículas de prata para aplicações biomédicas

O titânio e suas ligas são os materiais mais comumente utilizados na substituição de tecidos duros por possuírem resistência mecânica, biocompatibilidade, resistência à corrosão e fácil manipulação. Embora o titânio possua várias vantagens sobre outros biomateriais, seu uso em longo prazo pode ocasionar problemas de rejeição. A modificação da superfície do titânio a fim de criar microrrugosidades é uma estratégia efetiva para melhorar a adesão e proliferação celular sobre implantes. Quando um implante danifica ou invade as barreiras epitelial e das mucosas, pode servir como reservatório para microrganismos e desta forma predispor à infecção. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi modificar a superfície do titânio, utilizando nanopartículas de prata (Ag) e lectina, a fim de melhorar a sua biocompatibilidade e conferir propriedades antimicrobianas a este material. O racional por trás destas mudanças é que a criação de uma topografia em nanoescala pode contribuir para mimetizar o ambiente celular melhorando a osseointegração e diminuindo o risco de infecção. Em nosso estudo, nanotubos de dióxido de titânio (NTs-TiO2) com estrutura bem distribuída e organizada, com diâmetro em torno de 70–80nm, foram sintetizados por anodização eletroquímica e decorados com nanopartículas de Ag usando a técnica de layer-by-layer (LbL), enquanto a lectina do peixe Oreochromis niloticus (OniL) foi incorporada aos NTs-TiO2 por spin coating. Estas amostras foram caracterizadas e avaliadas quanto a sua citotoxidade, adesão celular, potencial osteogênico e atividade bactericida. Nossos resultados mostraram que tanto as nanopartículas de Ag, como a Onil foram incorporadas com sucesso à superfície dos NTs-TiO2. Entretanto nossas preparações de LbL não foram capazes de melhorar a biocompatibilidade ou inibir o crescimento de bactérias nos NTs-TiO2. Por outro lado, a funcionalização dos NTs-TiO2 com a OniL induziu eficientemente a adesão e proliferação dos osteoblastos. Nossos resultados apontam para o uso da lectina OniL para melhorar a qualidade dos implantes de NT-TiO2 existentes.

Estudo das características físico-químicas e biológicas pela adesão de osteoblastos em superfícies de titânio modificadas pela nitretação em plasma

SILVA, J. S. P. Estudo das características físico-químicas e biológicas pela adesão de osteoblastos em superfícies de titânio modificadas pela nitretação em plasma. 2008. 119 f. Tese (Doutorado) - Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo. São Paulo, 2008.

Avaliação do estresse oxidativo induzido por superfícies de titânio

Commercially pure Titanium (cp Ti) is a material largely used in orthopedic and dental implants due to its biocompatibility properties. Changes in the surface of cp Ti can determine the functional response of the cells such as facilitating implant fixation and stabilization, and increased roughness of the surface has been shown to improve adhesion and cellular proliferation. Various surface modification methods have been developed to increase roughness, such as mechanical, chemical, electrochemical and plasma treatment. An argon plasma treatment generates a surface that has good mechanical proprieties without chemical composition modification. Besides the topography, biological responses to the implant contribute significantly to its success. Oxidative stress induced by the biomaterials is considered one of the major causes of implant failure. For this reason the oxidative potential of titanium surfaces subjected to plasma treatment was evaluated on this work. CHO-k1 cells were cultivated on smooth or roughed Ti disks, and after three days, the redox balance was investigated measuring reactive oxygen species (ROS) generation, total antioxidant capacity and biomarkers of ROS attack. The results showed cells grown on titanium surfaces are subjected to intracellular oxidative stress due to hydrogen peroxide generation. Titanium discs subjected to the plasma treatment induced less oxidative stress than the untreated ones, which resulted in improved cellular ability. Our data suggest that plasma treated titanium may be a more biocompatible biomaterial.

Estudo da adesão de pinos endodônticos modificados superficialmente por plasma de oxigênio

The work presents the effect of plasma treatment when applied in fibers or carbon/glass posts in the adhesion fiber/resin and posts/cement. This has for objective the modification of the surface of the fibers, as well as the wettability of the posts, seeking the improvement of the adhesion and of the connection fiber/resin in the processing of polymeric composites reinforced with the same ones. 120 posts (Reforpost) were used and 30 meters of fibers of carbon and of glass (Fibrex), of the company Angelus. The samples were divided in three groups of 40 specimens: GROUP I - 20 posts of glass fiber and 20 of carbon without treatment to it shapes, GROUP II -20 posts of glass fiber and 20 of carbon treated to it shapes in the surface and GROUP III - 20 posts of glass fiber and 20 of carbon make with fibers in natura after plasma treatment. The plasma treatment was accomplished with oxygen and with temperature in the camera fixed at 200°C, for one hour of exhibition. The posts and the fibers were characterized before and after the treatment. The wettability was measure by pendent drop method, and interface fiber/resin and posts/cement were observed by optical and electronic microscopy. It was observed that both wettability and texture were increased with plasma treatment

Diagnóstico das espécies ativas do plasma usado em tratamentos termoquímicos do titânio

Plasma diagnostics by Optical Emission Spectroscopy were performed for electrical discharge in three gas mixture respecting the combinations z N2 y Ar x H2, z N2 y Ar x O2 e z N2 y Ar x CH4, in which the indexes z and y systematically vary from 1 to 4 and x varies from 0 to 4, every one has dimension SCCM, resulting in 80 combinations. From the all obtained spectrums, the species CH (387,1 nm), N2+ (391,4 nm), Hβ (486,1 nm), Hα (656,3 nm), Ar (750,4 nm), O (777,4 nm) e O (842,6 nm) were analyzed because of their abundance and importance on the kinetic of reaction from the plasma to surface, besides their high dependences on the gases flows. Particularly interesting z, y and x combinations were chosen in order to study the influence of active species on the surface modification during the thermochemical treatment. From the mixtures N2 Ar O2 e N2 Ar CH4 were chosen three peculiar proportions which presented luminous intensity profile with unexpected maximum or minimum values, denominated as plasma anomaly. Those plasma concentrations were utilized as atmosphere of titanium treatment maintaining constant the control parameters pressure and temperature. It has been verified a relation among luminous intensity associated to N2+ and roughness, nanohardness and O atoms diffusion into the crystalline lattice of treated titanium and it has been seen which those properties becomes more intense precisely in the higher points found in the optical profile associated to the N2+ specie. Those parameters were verified for the mixture which involved O2 gas. For the mixture which involves CH4 gas, the relation was determinate by roughness, number of nitrogen and carbon atoms diffused into the titanium structure which presented direct proportionality with the luminous intensity referent to the N2+ and CH. It has been yet studied the formation of TiCN phases on the surface which presented to be essentially directly proportional to the increasing of the CH specie and inversely proportional to the increasing of the specie N2+

Adesão, proliferação e genotoxicidade celular de celulose bacteriana modificada por plasma

Bacterial cellulose (BC) has a wide range of potential applications, namely as temporary substitute skin in the treatment of skin wounds, such as burns, ulcers and grafts. Surface properties determine the functional response of cells, an important factor for the successful development of biomaterials. This work evaluates the influence of bacterial cellulose surface treatment by plasma (BCP) on the cellular behavior and its genotoxicity potential. The modified surface was produced by plasma discharge in N2 and O2 atmosphere, and the roughness produced by ion bombardment characterized by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Cell adhesion, viability and proliferation on BCP were analysed using crystal violet staining and the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium (MTT) method. Genotoxicity was evaluated using the comet and cytokinesis block micronucleus assay. The results show that the plasma treatment changed surface roughness, producing an ideal cell attachment, evidenced by more elongated cell morphology and improved proliferation. The excellent biocompatibility of BCP was confirmed by genotoxicity tests, which showed no significant DNA damage. The BCP has therefore great potential as a new artificial implant

Competitividade de diferentes atmosferas de plasma sobre as propriedades hidrofílicas em tecidos de polilático

Os polímeros biodegradáveis, como o poliácido láctico (PLA) apesar de consolidado nos campos farmacêuticos, médico e biomédico como biomateriais úteis para aplicações variadas, porém, depende da necessidade de funcionalizar a sua superfície estudando suas propriedades tais como hidrofilidade e hidrofobicidade favorecendo a interação do polímero com os materiais de aplicação farmacêutica, médica e biomédica. Este trabalho tem como objetivo produzir um material com características diferentes em cada um de seus lados, sendo um lado hidrofílico e o outro hidrofóbico. O substrato têxtil utilizado neste estudo foi um tecido de malha de composição 100% PLA que é biodegradável e biocompatível, o que possibilita sua aplicação na área biomédica. Para modificação superficial foi utilizado o tratamento a plasma de baixa pressão. A técnica de modificação de superfície por plasma foi escolhida por ser uma tecnologia limpa, anticorrosiva e não tóxica ao contrario de muitos processos químicos convencionais utilizados na indústria têxtil, além disso, não afeta as propriedades de massa do substrato. Neste estudo, um lado da superfície do substrato foi tratado com plasma oxigênio, argônio e nitrogênio, para o trabalho de melhoria da hidrofilidade da superfície e metano para a hidrofobicidade da amostra. A espectroscopia de emissão ótica (OEE) foi utilizada para fazer o diagnóstico das espécies do plasma durante o tratamento. Após o tratamento a plasma as amostras foram caracterizadas por medidas de ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) de reflexão total atenuada (ATR), medidas da área de espalhamento do líquido e arraste vertical. Onde foi caracterizado o aumento e diminuição da molhabilidade das amostras tratadas por plasma bem como as variáveis que contribuíram para tal efeito. O tratamento das amostras de PLA com O2 + CH4 apresenta comportamento hidrofílico no lado tratado com O2, apresentando aumento de rugosidade e grupos funcionais e no lado tratado com CH4, apresentando a formação de um filme polimérico formado sobre a superfície da amostra. O tratamento com N2 + CH4 apresenta comportamento hidrofóbico, porém com variações no fluxo do CH4 tem-se um controle da molhabilidade na superfície das amostras, podendo ir de hidrofóbico a hidrofílico, neste tratamento as amostras apresentaram pequenas diferenças de molhabilidade entre os lados tratados com plasma de N2 e com plasma de CH4

Aplicação da técnica eletroanalítica de pulso diferencial usando o eletrodo de carbono vítreo modificado com cisteína para monitorar a degradação eletroquímica de ácido oxálico

In this paper, the technique of differential pulse voltammetry (DPV) has been studied for monitoring the concentration of oxalic acid (OA) during their electrochemical oxidation (EO) in acidic medium using platinum anode supported on titanium (Ti / Pt). The DPV was standardized and optimized using a glassy carbon electrode modified with cysteine. The modification with cysteine was developed electrochemically, forming a polymeric film on the surface of the glassy carbon electrode. The formation of the polymer film was confirmed by analysis of scanning electron microscope and atomic force microscope, confirming the modification of the electrode. The electrochemical degradation was developed using different current densities 10, 20 30 and 40 mA cm -2 electrode with Ti / Pt observing the degradation of oxalic acid, and monitored using the method of KMnO4 titration. However, the analyzes with DPV showed the same behavior elimination of oxalic acid titration. Compared with the titration method classical observed and DPV could be a good fit, confidence limits of detection and confirming the applicability of the technique electroanalytical for monitoring the degradation of oxalic acid

Avaliação da limpeza de CDtrodo construídos a partir de CD de ouro gravável/fita adesiva de galvanoplastia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Propriedades nanoestruturais de géis de sílica preparados com adiçoes de surfactante anionico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)