Apresentação TCC Biovidro

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Profa. Raquel Teixeira Campos
BIOVIDRO: BIOMATERIAL DESENVOLVIDO ATRAVÉS DA INTERDISCIPLINARIDADE ENTRE ENGENHARIA E ÁREAS DA SAÚDE
CAROLINE GOMES ROMANO
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Telascrea
Profa. Ma. Fabiana Costa Munhoz Ferraz
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JUSTIFICATIVA
Apresenta grande importância para a regeneração óssea.
 Figura 4 – Aplicação do biovidro BonAlive em mandíbula.
 Fonte: Modificado a partir Medical Education BonAlive
INTRODUÇÃO
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Um dos biomateriais mais importantes.
Possui uma rápida ligação com o tecido ósseo;
Age como bactericida;
Resistente ao desgaste e à corrosão;
Não é necessário ser substituído ao longo do tempo.
INTRODUÇÃO
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OBJETIVOS
Engenharia no desenvolvimento de tecnologias para área da saúde, principalmente.
Importância do biovidro como produto inovador.
INTRODUÇÃO
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Classificado como estudo qualitativo.
Livros, teses, artigos científicos, jornais e periódicos.
Pesquisa bibliográfica, através de dados da pesquisa documental e bibliográfica.
Pesquisa básica e explicativa.
METODOLOGIA DE PESQUISA
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A engenharia é uma das áreas que mais se destaca no desenvolvimento de tecnologias para outras áreas.
Engenharia Química que mais contribuiu na evolução da Era Moderna.
Artefatos biomédicos e implantes.
Objetivo de desenvolver cada vez mais.
A ENGENHARIA E SUA INTERDISCIPLINARIDADE
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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
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Compostos naturais ou sintéticos, considerado como qualquer tipo de substância que não seja drogas
Tratamento de qualquer tecido do corpo ou órgão.
 Utilizados como dispositivos biomédicos em curativos, implantes e como substitutos ósseos.
BIOMATERIAIS
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Origem:
Autógena – próprio paciente;
Alógeno – seres da mesma espécie;
Xenoenxertos – diferentes espécies;
Aloplásticos – sintéticos.
Resposta Biológica:
Bioinerte – não provocar reações com o organismo;
Bioativo – haja interação entre osso e implante;
Biotolerável – ser aceito pelo organismo;
Biodegradável – havendo substituição total pelo tecido.
BIOMATERIAIS
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Não apenas engenharia é aliada ao desenvolvimento de biomateriais, mas sim diversos profissionais.
Classificado pela sua natureza como:
Metais;
Cerâmicas;
Poliméricos;
Compósitos.
BIOMATERIAIS
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Cristalina ou amorfa, encontra-se em diversas composições.
As cerâmicas possuem uma biocompatibilidade que favorece a regenação óssea.
CERÂMICAS
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Vantagens:
Resistência a corrosão
Alta resistência à compressão
Biocompatibilidade
Desvantagens:
Baixa resistência mecânica
Baixa elasticidade e força de tensão
Alta densidade
CERÂMICAS
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Existem quatro categorias de cerâmicas:
 Quadro 1 – Tipos de biocerâmicas mais utilizadas
 Fonte: Adaptado a partir de Bellon (2012)
Biovidros são os que se destacam nos dias de hoje.
CERÂMICAS
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Composto sintético criado em 1969 por Larry. L. Hench (45S5).
Semelhante ao osso, atóxico e bactericida.
Função de reparar e substituir danos do corpo.
Reação entre superfície do vidro e solução, criando uma camada de hidroxiapatita.
BIOVIDRO
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São necessários cinco processos durante a reação entre superfície do vidro e solução.
 Figura 2 – Processo de reação na superfície do vidro
 Fonte: SOUZA (2015)
BIOVIDRO
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BIOVIDRO
I) Ocorre a liberação de íons Na+ e Ca2+ da superfície do vidro e troca com H+ ou H3O+ da solução;
II) Quebra das ligações de siloxano (Si-O-Si) e ligação com íons OH da solução aquosa, formando constantes grupos Si-OH;
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BIOVIDRO
III) Formação de uma camada muito rica em sílica através da policondensação dos grupos silanol, formando grandes sítios de nucleação heterogênea de CaO-P2O5 para a etapa subsequente;
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IV) Ponto de saturação do vidro é alcançado devido ao aumento da concentração de Ca2+ e (PO4)3- nos sítios de nucleação da camada rica em sílica, formando uma camada de filme amorfo na superfície de fosfato de cálcio. 
V) Através do agrupamento de ânions OH- e (CO3)2-, ocorre a cristalização e formação da camada de hidroxiapatita (HA), semelhante à fase mineral do osso.
BIOVIDRO
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BIOVIDRO
Métodos de fabricação:
Sol-gel – mais bioativo.
Temperaturas mais baixas, mais cristalizado.
Podem conter microfissuras devido a secagem repentina.
Fusão – o mais utilizado.
Pode conter rachaduras e bolhas no biovidro devido à alta temperatura.
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BIOVIDRO
REAGENTES
MISTURA
MOINHO DE ATRITO
ESTUFA
PENEIRA DE MALHA MÍNIMA
FUSÃO
MOAGEM
 Figura 3 – Aplicação do Biovidro
Fonte: BONALIVE. Biomaterial LTD
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Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva - determina a composição do produto final e suas quantidades. É utilizado junto com o Diagrama Ternário de Hench, o qual exibe o índice de atividade do biovidro.
 Figura 6 – Diagrama ternário de Hench
 Fonte: BELLON (2012)
BIOVIDRO - Caracterização
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Difratograma de Raio X - Investigar se houve alteração dos materiais utilizados durante o processamento de moinho de atrito e na secagem, e determinação do índice de cristalinidade do biomaterial produzido, a partir de radiação pela rede cristalina.
BIOVIDRO - Caracterização
Fonte: Daguano (2011)
Figura 8 – Difratograma de Raio-X da mistura 
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Análise Térmica - Estabelece uma faixa de temperatura adequada para a decomposição e cristalização do biomaterial. 
BIOVIDRO - Caracterização
Fonte: Bellon (2012)
Figura 9 – Resultado da análise térmica
Fonte: Bellon (2012).
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BIOVIDRO - Caracterização
Microscopia Eletrônica de Varredura - Identificação de fases de um material, através de feixes de elétrons.
Figura 13 – Superfície do vidro após 28 dias de implantação
 
 Fonte: REIS (2012)
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Aplicações:
Reconstituição óssea;
Pasta de dente para hipersensibilidade;
Cremes antienvelhecimento;
Substituto do bicarbonato de sódio em clareamento dental;
Cicatrização de queimaduras;
Substituição de ossos do ouvido médio;
Creme anti acne (desenvolvimento).
BIOVIDRO
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Importância da interdisciplinaridade entre áreas;
Biovidro é um material inovador que surgiu para revolucionar a medicina e odontologia no quesito de reconstituição óssea;
Seu estudo vem sendo ampliado, abrangendo sua função para outras aplicações, tornando-o ainda mais importante para o mundo atual.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
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BELLON, P. A. Síntese do biovidro e sua caracterização. 2012. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2012.
BonAlive. Biomaterial LTD. Disponível em: < http://www.bonalive.com/>. Acesso em: 16 ago. 2017.
CAMPANINI, L. A. Avaliação da atividade bactericida do biovidro F18 e F18 com prata para aplicações médicas. 2015. 67 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade de São Carlos, 2015.
DAGUANO, J. K. M. F. Biovidros e vitrocerâmicos bioativos do sistema 3CaO.P2O5 – SiO2 - MgO para aplicações biomédicas: processamento e caracterizações estruturais, mecânicas e biológicas. 2011. 202 f. Tese (Doutor em Ciências) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia dos Materiais, Universidade de São Paulo, Lorena. 2011.
FAROOQ, I. et al. Bioactive Glass: A Material for the Future. World Journal of Dentistry, Índia, v. 3, n. 2, p. 199-201, Apr.-June 2012. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/234006143_Bioactive_Glass_A_Material_for_the_Future>. Acesso em: 14 Aug. 2017.
GOMES, A. L. IMPLANTES OSSEOINTEGRADOS – TÉCNICA E ARTE. 1ª ED., São Paulo. Editora: Livraria Santos Editora Com. Imp. Ltda., 2002.
KAWACHI, E. Y, et al. Biocerâmicas: tendências e perspectivas de uma área interdisciplinar. Química Nova, São Paulo, v. 23, n. 4, p. 518-522, out. 2000. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v23n4/2652.pdf >. Acesso em: 14 out. 2017.
RODRIGUES, L. B. Aplicações de biomateriais em ortopedia. Estudos Tecnológicos em Engenharia, Itapetinga, BA, v. 9, n. 2, p. 63-76, jul.-dez. 2013. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/275993569_Aplicacoes_de_biomateriais_em_ortopedia>. Acesso em: 07 ago. 2017.
SOUZA, M. T. Desenvolvimento e caracterização de tecidos vítreos flexíveis altamente bioativos. 2015. 218 p. Tese (Doutorado) – Universidade de São Carlos, São Carlos, 2015.
YLÄNEM, H. O. Bioactive Glasses: Materials, proprierties and applications. 1 st ed., [s.l.] Woodhead Publishing, 2011. 
REFERÊNCIAS
Profa. Ma. Fabiana Costa Munhoz Ferraz
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OBRIGADA PELA ATENÇÃO DE TODOS!
BIOVIDRO: BIOMATERIAL DESENVOLVIDO ATRAVÉS DA INTERDISCIPLINARIDADE ENTRE ENGENHARIA E ÁREAS DA SAÚDE
carolgromano@hotmail.com
Profa. Ma. Fabiana Costa Munhoz Ferraz
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