Blendas de cimento de aluminato de cálcio contendo vidro bioativo e estrôncio para aplicações como biomaterial

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dc.contributor.advisorOliveira, Ivone Regina de
dc.contributor.author2Barbosa, Ana Maria
dc.contributor.coadvisorRaniero, Leandro José
dc.contributor.event2São José dos Campospt_BR
dc.contributor.refereeSant'Anna, Luciana Barros
dc.contributor.refereeVasconcellos, Luana Marotta Reis de
dc.contributor.refereeRaucci, Larissa Moreira Spinola de Castro
dc.date.accessioned2022-08-27T00:52:51Z
dc.date.available2022-08-27T00:52:51Z
dc.date.issued2022-03-11
dc.description.abstractNeste trabalho foram produzidas blendas à base de cimento de aluminato de cálcio homogêneo (CH) contendo vidro bioativo (BG58S) em diferentes teores (5, 7,5 e 10% em peso) e óxido de estrôncio (SrO 1% em peso) visando melhorar sua bioatividade e a capacidade de estimular a regeneração óssea. Primeiramente, o vidro bioativo 58S (BG58S) foi sintetizado em diversas condições e caracterizado quanto à composição química, distribuição de tamanho de partícula e cristalinidade. A amostra de BG58S selecionada após as caracterizações anteriormente mencionadas foi utilizada para a produção de blendas com cimento de aluminato de cálcio homogêneo (CH) e vidro bioativo (BG58S) em diferentes teores (5, 7,5 e 10% em peso) e foram caracterizadas quanto à densidade teórica, microdureza, resistência à compressão uniaxial após tratamento em solução simuladora de fluido corporal (SBF), porosidade aparente e distribuição de tamanho de poros antes e após o tratamento com SBF. A adição de 7,5% em peso de BG58S no cimento homogêneo de aluminato de cálcio (CH) melhorou suas propriedades mecânicas como microdureza e resistência à compressão uniaxial. Na sequência, um novo conjunto de amostras formadas por cimento de aluminato de cálcio homogêneo (CH) contendo vidro bioativo (BG58S) com diferentes teores (5, 7,5 e 10% em peso) e óxido de estrôncio (SrO 1% em peso) foram produzidas para os testes de bioatividade e biológicos (in vitro e in vivo). As blendas foram mais bioativas devido à presença de uma fase amorfa altamente solúvel, conforme confirmado por meio de SEM/EDS principalmente para 7,5% em peso de BG58S sem e com SrO a partir de 1 dia em SBF. As análises de FTIR indicaram a formação da fase apatita por meio do aumento da intensidade das bandas associadas ao grupo PO 43- após o tratamento com SBF. Com relação aos testes in vitro, todas as blendas permitiram o desenvolvimento do fenótipo osteoblástico e a formação de matriz mineralizada aumentou devido à inclusão de BG58S e SrO promovendo o processo de osteogênese. Ensaios de viscosidade, injetabilidade e trabalhabilidade de suspensões contendo 73, 74 e 75 % de teor sólidos foram realizados e mostraram que aumento da viscosidade está relacionado à diminuição da injetabilidade, conforme há aumento no teor sólido das suspensões. Os testes in vivo indicaram a neoformação óssea na interface com os diferentes materiais empregados, sendo que o tecido formado exibia aspecto de normalidade. Na análise histológica descritiva foram observados os aspectos do processo de reparação óssea, verificando-se que a neoformação óssea e o arranjo das trabéculas ósseas imaturas preencheram os defeitos ósseos criados para o teste. A presença de linhas reversas observada, é um indicativo da atividade de remodelação óssea. A análise histomorfométrica realizada utilizando imagens de cortes histológicos realizados na área do defeito ósseo na qual houve a inserção do biomaterial, revelou que a neoformação óssea foi maior no defeito ósseo preenchido com CH/7,5%p BG58S e 1%-p de SrO. Conclui-se, com bases nos resultados obtidos neste trabalho, que a blenda CH/7,5%p BG58S e 1%-p de SrO seja a mais promissora para ser utilizada em reparo ósseopt_BR
dc.description.abstract2In this work, homogeneous calcium aluminate (CH) cement-based blends containing bioactive glass (BG58S) at different levels (5, 7.5 and 10% by weight) and strontium oxide (SrO 1% by weight) were produced. to improve its bioactivity and ability to stimulate bone regeneration. In the first part of the work, bioactive glass 58S (BG58S) was synthesized under different conditions and characterized in terms of chemical composition, particle size distribution and crystallinity. The sample of BG58S selected after the characterizations was used to produce blends with homogeneous calcium aluminate cement (CH) and bioactive glass (BG58S) in different contents (5, 7.5 and 10% by weight) and were characterized as to theoretical density, microhardness, uniaxial compressive strength after treatment in body fluid simulating solution (SBF), apparent porosity and pore size distribution before and after treatment with SBF. The addition of 7.5% by weight of BG58S in the homogeneous calcium aluminate (CH) cement improved its mechanical properties such as microhardness and uniaxial compressive strength. In the second part, a new set of samples formed by homogeneous calcium aluminate cement (CH) containing bioactive glass (BG58S) with different contents (5, 7.5 and 10% by weight) and strontium oxide (SrO 1% by weight). weight) were produced for bioactivity and biological tests (in vitro and in vivo). The blends were more bioactive due to the presence of a highly soluble amorphous phase, as confirmed by SEM/EDS mainly for 7.5% by weight of BG58S without and with SrO from 1 day in SBF. FTIR analyzes indicated the formation of the apatite phase through the increase in the intensity of the bands associated with the PO43- group after treatment with SBF. Regarding the in vitro tests, all blends allowed the development of the osteoblastic phenotype and the formation of mineralized matrix increased due to the inclusion of BG58S and SrO promoting the osteogenesis process. Viscosity, injectability and workability tests of suspensions containing 73, 74 and 75% solids content were carried out and showed that an increase in viscosity is related to a decrease in injectability, as there is an increase in the solid content of the suspensions. The in vivo tests indicated bone neoformation at the interface with the different materials used, and the tissue formed showed an aspect of normality. In the descriptive histological analysis, aspects of bone repair development were observed, verifying that bone neoformation and the arrangement of immature bone trabeculae filled in the gaps. The presence of reverse lines observed is indicative of bone remodeling activity. The histomorphometric analysis performed using images of histological sections performed in the bone defect in which the biomaterial was inserted, revealed that bone neoformation was greater in the bone defect filled with CH/7.5 wt% BG58S and 1 wt% SrO. It is concluded, based on the results obtained in this work, that the blend CH/7,5wt%58S and 1% SrO in the most promising to be used in bone repair.pt_BR
dc.description.physical101 f.pt_BR
dc.format.gradesBolsista Institucional FVE/Univappt_BR
dc.format.mimetypepdfpt_BR
dc.identifier.bibliographicCitation2BARBOSA, Ana Maria. Blendas de cimento de aluminato de cálcio contendo vidro bioativo e estrôncio para aplicações como biomaterial. São José dos Campos, SP, 2022. 101 f.; PDF Tese (Doutorado em Engenharia Biomédica) - Universidade do Vale do Paraíba, Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, São José dos Campos, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.univap.br/handle/123456789/105
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUnivappt_BR
dc.publisher.institutionUniversidade do Vale do Paraíbapt_BR
dc.publisher.programdoutorado em Engenharia Biomédicapt_BR
dc.publisher.spatialSão José dos Campospt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subject.keywordCimento de aluminato de cálciopt_BR
dc.subject.keywordVidro bioativopt_BR
dc.subject.keywordEstrônciopt_BR
dc.subject.keywordTestes in vitropt_BR
dc.subject.keywordTestes in vivopt_BR
dc.titleBlendas de cimento de aluminato de cálcio contendo vidro bioativo e estrôncio para aplicações como biomaterialpt_BR
dc.title.alternativeCalcium aluminate cement blends containing bioactive glass and strontium for applications as biomaterial for bone repairpt_BR
dc.typeTesept_BR

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