Repositório RCAAP

O objetivo deste trabalho é caracterizar a citotoxicidade de materiais cerâmicos que podem apresentar biocompatibilidade, e assim, serem usados como componentes em sistemas de implantes. Amostras à base de ZrO2, ZrO2-Al2O3, Si3N4 com AlN/Tr2O3 foram submetidas a testes "in vitro" de citotoxicidade para avaliação biológica preliminar. No teste utilizaram-se extratos dos materiais a serem testados em contato com uma cultura de células de mamíferos (linhagem celular NCTC-clone L929), assim como extratos dos controles positivo (solução de fenol) e negativo (pellets de PVC atóxico). A avaliação da citotoxicidade foi realizada utilizando-se o método de incorporação do corante vital vermelho neutro. Os resultados obtidos demonstraram que os materiais em análise não apresentaram caráter citotóxico, independentemente do tempo de sinterização utilizado e da composição de cada amostra. Dessa forma, estes materiais são fortes candidatos a terem aplicação em sistemas de implantes.

Híbridos de vidro bioativo/polímero são materiais de grande interesse em aplicações biomédicas devido às suas propriedades, que combinam a bioatividade dos materiais cerâmicos, com a flexibilidade dos polímeros. Para regeneração do tecido ósseo, propriedades mecânicas da matriz são críticas e o módulo e a resistência mecânica do material devem ser similares aos do osso natural. Em trabalhos anteriores desenvolvidos no grupo obtiveram-se espumas híbridas 80% vidro bioativo/20% álcool polivinílico (PVA), para aplicação em engenharia de tecidos. Neste trabalho foi aumentado o teor de PVA dos híbridos para otimizar suas propriedades mecânicas. Os híbridos foram preparados com fase inorgânica 70%SiO2-30%CaO e teores de PVA de 20 a 60%, através da hidrólise ácida de tetraetil ortosilicato, adição de CaCl2, PVA, surfactante e HF. A secagem das espumas mostrou-se crítica, ocorrendo grande contração do gel As amostras foram secas por duas rotas: (1): pré-secagem a 40°C em estufa e secagem a vácuo; (2): pré-secagem a 40°C em estufa com circulação de ar e secagem a alto vácuo. A rota de secagem 2 apresentou maior perda de água e menor contração das amostras. Corpos de prova cúbicos, 10x10x10mm, foram submetidos a ensaios de compressão com velocidade de aplicação de carga de 0,5mm/min. Observou-se que o aumento do teor de polímero na composição das espumas melhorou suas propriedades mecânicas.

Osteoblast adhesion on metallic titanium coated with anodic films was evaluated. The anodic oxidation treatment was carried out on commercially pure-titanium (cp-Ti) substrate under the following conditions: 1.0M H2SO4/150V and 1.0M Na2SO4/100V. Osteoblast cells were cultured onto the samples for 4 hours. The morphologies of both Ti anodic films and cells were observed by scanning electron microscopy (SEM). The oxide films are rough with porous structure. Statistical differences in average surface roughness (Ra) values are found among both anodic films and substrate (abraded cp-Ti), measured by contact profilometry. The oxide films prepared in H2SO4 had greater contact angle, whereas there is no statistical significance between the values for the Ti anodic films produced in Na2SO4 and the substrate surface. Despite the some differences in morphology, roughness and contact angle between the treated and non-treated samples, cell morphologies were similar on all surfaces after 4h of culture. Further, was not clearly observed a correlation between the surface characteristics with cell behavior.

A comparative study of two coating methods on titanium (Ti) substrates, sol-gel and electrophoresis processes, was performed. Before coating, two different surface treatments were employed. The hydroxyapatite (HA) powder were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) while coated samples were examined by using scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy (EDS). Both techniques seem to be suitable to coat Ti. A previous surface treatment on metallic titanium seems to be fundamental to enhance coat uniformity and adhesion that was estimated by the adhesive tape test. The decrease in calcination temperature did not affect the coating adhesion.

A aplicação de polímeros bioreabsorvíveis como suporte para cultura de células é um método alternativo para o tratamento de lesões e perdas teciduais. A modificação da superfície desses polímeros por plasma é uma técnica efetiva e econômica para torná-los mais hidrofílicos e melhorar a adesão celular. O objetivo deste trabalho foi estudar as interações entre células Vero e suportes de PLGA previamente tratados por plasma de oxigênio, com o objetivo de aumentar a hidrofilicidade da superfície desses materiais. As amostras foram caracterizadas através das análises de ângulo de contato, MEV e citoquímica. O tratamento por plasma melhorou a adesão e a proliferação celular, em relação às membranas sem tratamento.

Visando fazer o controle da força de preensão de uma órtese de mão, foi desenvolvido um circuito eletrônico que usa como feedback a corrente elétrica do atuador, um motor de corrente contínua. Verificando-se a ocorrência da sobre-corrente no atuador este é desativado. Essa sobre-corrente é ajustada de acordo com a força de preensão desejada. Experimentos realizados determinaram a força no tendão artificial e conseqüentemente o torque. Como resultado, foi obtido o controle da força de preensão de acordo com uma regulagem no circuito eletrônico. Este trabalho possibilitará maior segurança do usuário e controle do equipamento.

Este trabalho determina as relações entre os ângulos das articulações interfalangeanas e metacarpo-falangeanas para os dedos indicador, médio, anular e mínimo da mão humana durante alguns movimentos de pinça com o objetivo de desenvolver uma prótese multifuncional de mão com movimentos antropomórficos. Uma das grandes dificuldades encontradas para o desenvolvimento destas relações é o fato da mão apresentar um elevado número de graus de liberdade, dificultando a análise dos dados. Utiliza-se um sistema de captura de imagem em apenas um plano para analisar o movimento. Determinam-se as relações para os movimentos de flexão e extensão dos dedos, desprezando adução e abdução durante a realização destas pinças.

O presente trabalho aborda a dosimetria computacional de um caso clínico envolvendo uma criança com tumor ósseo na fíbula, onde as respectivas imagens tomográficas foram digitalizadas e tratadas no programa SISCODES, gerando assim o modelo de vóxel 3D, representativo do caso clínico, que foi transferido para o código Monte Carlo, MCNP-5. Características nucleares da fonte incorporada no compósito radioativo são apresentadas com sua respectiva atividade específica. Os resultados obtidos da distribuição espacial de dose oriunda da emissão gama do Sm-153 foi uma taxa de dose de 9,02.10-5 GyhMBq-1 e uma dose acumulada de 6,23.10-3 GyhMBq-1. Portanto, 7400 MBq produzirá uma dose no tumor de 47 Gy, compatível possivelmente com o controle local do tumor. Pode-se concluir que a adequada distribuição espacial de dose suporta o uso do protocolo denominado radiosteoplastia no tratamento de tumores ósseos de membros superiores e inferiores. A radiosteoplastia é uma técnica que está sendo avaliada no NRI - Núcleo de Radiações Ionizantes da UFMG. Trata-se de um procedimento que consiste na injeção de um biomaterial radioativo no interior da estrutura óssea afetada pelo câncer, objetivando redução da dor, aumento da resistência de carga naquela estrutura e, principalmente, o controle do tumor ou da metástase de forma local.

A presença de algumas macromoléculas no sangue esta associada a fenômenos de hiperviscosidade sangüínea e hiperagregação eritrocitária, quadro freqüente em algumas patologias (Diabetes, Hipertensão Arterial,etc). Este estudo investiga a agregação eritrocitária e sedimentação em amostras de sangue suíno, humano e bovino utilizando duas técnicas experimentais. O sangue humano e o de suínos agregam naturalmente formando roleaux enquanto o sangue bovino não agrega. A microestrutura foi investigada por microscopia óptica em amostras de sangue bovino (hematócrito 40%), suíno (hematócrito 1%, 5%, 10%, 30% e 40%) e humano (hematócrito 40%) e amostras de sangue bovino (hematócrito 40%) com adição de fibrinogênio nas concentrações de 5g/l, 10g/l, 20g/l, 25g/l e 30g/l. Os ensaios no Leitor de Microplacas foram realizados para se determinar o comportamento da agregação eritrocitária e sedimentação do sangue em função do hematócrito com e sem adição de fibrinogênio (para o sangue bovino). A microscopia óptica de luz transmitida permite a caracterização das microestruturas do sangue sob diferentes condições experimentais. Com o Leitor de Microplacas é possível distinguir-se três regiões no processo: a- Região I onde ocorre a agregação eritrocitária; b-Região II onde ocorre à predominância da etapa de sedimentação dos eritrócitos; e c- Região III onde ocorre um aumento lento da absorbância ocasionado também pela sedimentação dos eritrócitos. Associando a microscopia óptica com o Leitor de Microplacas é possível criar parâmetros para quantificar o processo de agregação e sedimentação do sangue, ferramentas úteis no diagnóstico e evolução de patologias que afligem tanto seres humanos como animais.

A agregação eritrocitária excessiva está intimamente ligada à ocorrência de alguns processos patológicos e diretamente relacionada ao fenômeno de sedimentação eritrocitária. Neste trabalho investigamos as características cinéticas do processo de agregação e sedimentação eritrocitária. Para este estudo foram realizados ensaios de VHS (Velocidade de Hemossedimentação) com sangue suíno (hematócrito H de 20%, 25%, 30% e 35%) e absorbância em função do tempo, utilizando espectrofotometria UV-Vis, em amostras de sangue suíno (hematócrito de 1%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30%) e sangue humano (hematócrito de 5%, 10%, 15% e 20%). Os ensaios de VHS indicaram que a sedimentação diminui com o aumento do hematócrito (H); entretanto, nos ensaios de espectrofotometria o fenômeno não é observado. O VHS é uma técnica essencialmente macroscópica enquanto a espectrofotometria fornece informações que facilitam uma análise da microestrutura do sangue e a compreensão das etapas dos processos de agregação e sedimentação. É possível distinguir, com o UV-Vis, quatro regiões no processo: a- Região I onde ocorre a agregação eritrocitária; b- Região II onde ocorre crescimento dos agregados e termina o início da sedimentação; c- Região III onde ocorre a sedimentação da amostra; e d- Região IV, um platô que indica a parte final do processo de sedimentação.

A extração de metais com solventes orgânicos é uma poderosa ferramenta para ajudar a separação de complexas misturas de metais presentes em baterias usadas e dispositivos eletroeletrônicos, evitando assim o uso de produtos tóxicos ou de rotas experimentais geradoras de uma grande quantidade de resíduos finais. Este trabalho descreve um processo de recuperação de cobalto presente em baterias níquel metal-hidreto (Ni-MH) usadas por meio de uma nova rota hidrometalúrgica. O elemento foi extraído de uma solução em meio clorídrico com Cyanex 272 (ácido 2,4,4-trimetil-pentil fosfínico) dissolvido em querosene. Os melhores resultados foram obtidos quando o pH estava ligeiramente alcalino (7,2) e a concentração de Cyanex em querosene era 5% vol. A recuperação do cobalto atingiu 99% m/m. Foi também possível recuperar um precipitado contendo lantanídios (La, Ce, Pr) e ítrio, que foi purificado pela dissolução em ácido clorídrico seguido de adição de oxalato de amônio. O níquel também foi isolado como um precipitado impuro após a recuperação do cobalto e dos lantanídios. Os residuos finais gerados ao longo do processo são principalmente soluções de cloreto de sódio, sem coloração, turbidez ou metais pesados em quantidades significativas.

As indústrias da mineração e beneficiamento de caulim são um importante segmento econômico do estado da Paraíba, entretanto produzem uma grande quantidade de resíduos, que poluem e agridem o meio ambiente. Assim, esse trabalho tem por objetivo a caracterização do resíduo do beneficiamento do caulim e a avaliação de sua aplicabilidade como matéria-prima cerâmica alternativa para a produção de blocos e telhas cerâmicos. O resíduo foi caracterizado através da determinação de sua composição química e mineralógica, por difração de raios X e análise térmica diferencial e gravimétrica, distribuição de tamanho de partículas e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Foram formuladas composições contendo o resíduo e confeccionados corpos de prova por prensagem e extrusão. Os corpos de prova foram queimados e em seguida foram avaliados quanto à absorção de água e o módulo de ruptura à flexão. Pode-se concluir que o resíduo é constituído por caulinita, mica e quartzo e que é possível a incorporação de até 50% de resíduo em formulações para a produção de blocos e telhas cerâmicos.

Eletrólitos cianídricos, apesar de sua alta toxicidade, são amplamente empregados pelas indústrias de eletrorrecobrimento devido à qualidade dos depósitos metálicos obtidos. No caso dos depósitos de cobre sobre aço-carbono, após algum tempo de operação contínua, o teor de impurezas, especialmente o de carbonatos alcança valores indesejáveis, prejudicando a qualidade do depósito metálico e tornando, portanto, o banho inadequado. Dessa forma, é gerado um efluente denominado sangria que requer tratamento para descarte seguro. Nesse trabalho foi avaliada a possibilidade de se recuperar eletroliticamente o cobre dessa solução de modo a se reutilizar o cobre contido e simultaneamente destruir parte do cianeto, diminuindo a carga tóxica do efluente. Recuperações de cobre em torno de 99,9% e oxidação de 99% do cianeto foram obtidas após cinco horas de eletrólise a 50°C com uma densidade de corrente de 9,4A/cm², a partir de um litro de efluente contendo 26g/L de cobre e 27g/L de cianeto total.

El estudio de la cloración de aleaciones de Cu-Zn-Al, comprende en primera instancia, la caracterización de las aleaciones de partida desde el punto de vista termodinámico, y el efecto de los distintos tratamientos térmicos previos a la cloración. La aleación inicial se encuentra en fase beta, obtenida por templado desde 900°C; como resultado de distintos tratamientos no isotérmicos se observa una pérdida de masa de la muestra debida al proceso de decincación a temperaturas por encima de los 700°C. La velocidad con la que se lleva a cabo el calentamiento afecta la temperatura de inicio de pérdida de Zn. A temperaturas menores, los tratamientos muestran la aparición de las fases de baja temperatura. Los picos que se ven en los difractogramas de las muestras tratadas permiten identificar la presencia de alfa y gama para temperaturas inferiores a 525°C mientras que por encima de dicha temperatura la aleación se encuentra en fase beta. Para 240°C la fase beta desaparece recién después de alrededor de 9 horas de tratamiento mientras que a 315°C luego de 2 horas ya no se aprecia el pico correspondiente a la fase beta. Los resultados de las mediciones no isotérmicas así como de los tratamientos térmicos se analizaron con las técnicas de DRX y MEB.

O estudo da transferência de umidade é importante para a caracterização do comportamento das argamassas notoriamente no que se refere à durabilidade, à estanqueidade, à degradação de aspecto e ao desempenho térmico. No entanto, as pesquisas que abordam propriedades relacionados aos mecanismos de transferência de umidade apresentam resultados válidos apenas para argamassas convencionais. Em contrapartida, o uso de resíduos sólidos industriais e o emprego de aditivos têm sido cada vez mais intenso na construção civil. O objetivo do presente trabalho foi realizar a avaliação das propriedades relacionadas com os mecanismos de transferência de umidade não somente de argamassas convencionais, mas também de argamassas confeccionadas com teores de 50 e 100%, em volume, de cinzas pesadas em substituição ao agregado natural, contendo ou não aditivo incorporador de ar. A escolha da cinza pesada advém da grande disponibilidade deste resíduo na região sul do Brasil e da sua característica peculiar de apresentar conteúdo de umidade de equilíbrio bastante superior ao da areia. O estudo também abordou o aditivo incorporador de ar, pelo fato de atuar na formação de alvéolos não interligados ao longo dos capilares e promover a redução na massa específica aparente. As propriedades avaliadas foram: massa específica, porosidade aberta, cinética de absorção de água por capilaridade, cinética de secagem, adsorção e ângulo de molhamento aparente. Os resultados mostraram que o teor de cinza pesada e o emprego de aditivo incorporador de ar são parâmetros que afetam significativamente as propriedades relacionadas com a transferência de umidade. O programa experimental permitiu evidenciar que a natureza da cinza determina o nível da fixação de umidade da argamassa e a sua dinâmica na fixação.

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação de até 20% em peso de lama fina de aciaria, proveniente de uma indústria siderúrgica integrada, na microestrutura de argila caulinítica utilizada para a fabricação de tijolos e telhas, bem como avaliar a inertização de elementos potencialmente tóxicos através de ensaios de lixiviação e solubilização na cerâmica incorporada. Corpos-de-prova foram obtidos por prensagem uniaxial a 18 MPa e queimados a 900ºC. A microestrutura na região de fratura, originada em ensaio de resistência à flexão dos corpos-de-prova queimados, foi observada por microscopia eletrônica de varredura. A identificação das fases cristalinas de queima foi realizada por difração de raios-X. Os resultados indicaram que a lama fina de aciaria contribui para o incremento de hematita na cerâmica queimada e que sua incorporação em 20% em peso altera a microestrutura da cerâmica argilosa criando regiões de falhas que contribuem para o decréscimo da resistência mecânica da argila.

Amostras policristalinas de MgGa2O4 dopadas com Cr3+ são investigadas por espectroscopia de luminescência e luminescência de excitação sob as temperaturas 4,2 K, 77 K e ambiente. Nos espectros observamos bandas de fotoluminescência nas regiões do vermelho e do infravermelho próximo, associadas às transições eletrônicas ²E(²G)-> 4A2(4F) e 4T2(4F)-> 4A2(4F) dos íons trivalentes de cromo em sítios de coordenação octaédrica. Os espectros de fotoluminescência do MgGa2O4 contendo 1% de Cr3+ apresentam picos estreitos de intensidade na região de maior energia e várias estruturas sobre uma larga e intensa banda na região de menor energia. Os picos são atribuídos à transição proibida por spin ²E(²G) -> 4A2(4F) e as bandas largas são associadas à transição 4T2(4F)-> 4A2(4F) do Cr3+ em sítios octaédricos. Nos espectros de emissão também surgem linhas estreitas na região de alta energia atribuídas à presença do composto beta-Ga2O3:Cr3+. Os espectros de excitação exibem duas bandas largas. A de menor energia é identificada com a transição 4A2 (4F) -> 4T2(4F), enquanto a banda de maior energia é associada com a transição 4A2(4F)-> 4T1(4F). A partir das posições em energia das bandas de excitação, podemos calcular os parâmetros de campo cristalino, Dq = 1780 cm-1 e de Racah B = 630 cm-1 e C = 2820 cm-1. Os resultados mostram que o material apresenta sítios de campo cristalino alto e intermediário para os íons Cr3+.

No presente estudo foi introduzido zinco na mistura reativa composta por Ni-Mn e grafite. O objetivo da impregnação da mistura com zinco foi tentar controlar o processo de nucleação e crescimento dos cristais de diamante. Os resultados obtidos mostraram que a adição de zinco promove um significativo aumento na produtividade dos cristais, em torno de 40%, permitindo ainda a obtenção de cristais com alta friabilidade.

Mini-implantes ortodônticos de Ti-6Al-4V podem liberar íons metálicos devido à corrosão in vivo da liga em fluidos corporais. Os produtos de corrosão liberados podem favorecer a ocorrência de efeitos indesejáveis no corpo humano. O objetivo deste estudo foi determinar as concentrações de titânio, alumínio e vanádio nos órgãos de coelhos (rins, fígado e pulmões), após a inserção de mini-implantes ortodônticos fabricados a partir da liga Ti-6Al-4V. Dezoito coelhos da raça Nova Zelândia tiveram quatro mini-implantes inseridos em sua tíbia esquerda e cinco coelhos foram usados como controle. Após 1, 4 e 12 semanas os coelhos foram submetidos à eutanásia, os tecidos selecionados foram removidos e preparados para análise por espectroscopia de absorção atômica com forno de grafite. Quantidades variadas Ti, Al e V foram detectadas nos grupos testados comprovando que existe liberação de íons metálicos por mini-implantes ortodônticos de Ti-6Al-4V. Apesar da tendência de liberação de íons pela liga de titânio, as quantidades de metais detectadas foram extremamente baixas. Sendo assim, mini-implantes ortodônticos de Ti-6Al-4V podem ser usados com segurança como dispositivos auxiliares de ancoragem ortodôntica.

A regeneração nervosa periférica auxilia na regeneração axonal e reorganização das fibras, atuando em lesões resultantes de esmagamento e secção do nervo. Nesse trabalho estudou-se a regeneração do nervo ciático utilizando-se tubos de poli(L-co-D,L-ácido láctico) preparados a partir de membranas obtidas por evaporação de solvente. Os tubos foram implantados no nervo ciático de 20 ratos da linhagem Spreague Dawley, durante 4, 8 e 12 semanas, sendo analisados por Calorimetria diferencial de varredura (DSC), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Cromatografia de permeação a gel (GPC), Análise termogravimétrica (TGA). O nervo regenerado foi avaliado pela técnica de Microscopia de luz (MO). Verificou-se um aumento do diâmetro do nervo em função do processo de degradação do tubo. Análises de DSC e GPC do PLDLA mostraram Tg em 57ºC e massa molar (Mw) de 197 989 gmol-1, respectivamente. Foram observadas nítidas variações nesses valores após 8 semanas de degradação, com Tg em 40ºC e Mw de 170000 g.mol-1. Dados de TGA também indicaram o processo de degradação com Ti em 333 ºC, antes da degradação e 305ºC, após 12 semanas. MEV mostrou formação de poros após 8 semanas de degradação. Esse estudo mostrou que tubos de PLDLA são promissores para a regeneração do nervo ciático.