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  • IPEN-DOC 22654

    ANTUNES, RENATO A. ; ASSIS, SERGIO L. de ; LORENZETTI, SOLANGE G. ; HIGA, OLGA Z. ; COSTA, ISOLDA . Comparison of in vitro corrosion behaviour and biocompatibility of Ti-13Zr-13Nb and passivated 316L stainless steel coated with TiCN. In: INTERNATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING, 18th, November 6-11, 2005, Ouro Preto, MG. Proceedings... 2005.

    Abstract: AISI 316L stainless steel finds widespread use as implant materials. However, it is prone to localized attack in the body fluids. Titanium alloys have the highest corrosion resistance among the metallic materials used as orthopaedic prostheses. Therefore, an implant material that unites the high surface stability of titanium alloys and the low cost of the 316L is of great interest. TiCN films obtained by PVD processes present high wear and corrosion resistances making them attractive materials for orthopaedic applications. However, there is little information about the corrosion behaviour of TiCN-coated stainless steels in physiological solutions. In this study, 316L specimens were passivated in nitric acid solution for 10 minutes and then coated with TiCN films produced by PVD process. The corrosion resistance of the coated specimens was evaluated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization tests after 28 days of immersion in Hanks' solution. The results were compared with those obtained from bare, passivated, non passivated and TiCN-coated 316L steel, and bare Ti-13Zr-13Nb specimens. The passivated and TiCN-coated 316L specimens presented corrosion resistance similar to that of bare 316L. The highest corrosion resistance was obtained for Ti-13Zr-13Nb specimens. The in vitro biocompatibility of Ti-13Zr-13Nb and TiCN-coated 316L was investigated using a citotoxicity assay. Both materials were not cytotoxic in the conditions tested.

    Palavras-Chave: toxicity; stainless steel-316l; niobium alloys; titanium alloys

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  • IPEN-DOC 26952

    GUEDES-SILVA, C.C. ; RODAS, A.C.D.; RIBEIRO, C.; HIGA, O.Z. ; FERREIRA, T.S. . Estudo da bioatividade, adesão e proliferação de osteoblastos em biocompósitos de nitreto de silício. In: CONGRESSO DA SOCIEDADE LATINO AMERICANA DE BIOMATERIAIS, ORGAOS ARTIFICIAIS E ENGENHARIA DE TECIDOS, 14.; EDICAO DO WORKSHOP DE BIOMATERIAIS, ENGENHARIA DE TECIDOS E ORGAOS ARTIFICIAIS, 5., 20-24 de agosto, 2017, Maresias, SP. Abstract... 2017. p. 584-584.

    Abstract: Este estudo avalia o comportamento biológico in vitro de cerâmicas de nitreto de silício denso contendo sílica, cálcia e alumina como constituintes da fase vítrea. Experimentos de bioatividade em SBF e testes de adesão e proliferação de celular com células MG-63 foram realizados nas superfícies das amostras. Os resultados mostraram que os materiais estudados formaram uma camada de apatita na superfície após 16 dias de imersão em SBF e que são capazes de promover a proliferação de osteoblastos e formação de matriz calcificada in vitro, demonstrando seu potencial para aplicações como dispositivos protéticos.

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  • IPEN-DOC 27434

    NASCIMENTO, SERGIO F. do ; RODAS, ANDREA C.D.; CARVALHO, FLAVIO M. de S.; HIGA, OLGA Z. ; SILVA, CECILIA C.G. e . Influence of silicon, strontium and aluminum oxides on silicon nitride ceramics for bone replacements. Revista Matéria, v. 25, n. 4, 2020. DOI: 10.1590/S1517-707620200004.1178

    Abstract: Although silicon nitride ceramics have been shown very propitious to be used for bone replacements, some characteristics can be controlled to improve their osseointegrations process. One of them is the intergranular phase whose composition can be specified to stimulate mineralization and osteoblastic production. In this paper, the intergranular glassy phase was projected in order to contain silicon, strontium and aluminum oxides. Silicon nitride samples containing different contents of SiO2, SrO and Al2O3 were sintered at 1815oC for 1 hour and characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Hardness and fracture toughness were determined by Vickers hardness test and compressive strength was evaluated using an universal material testing machine. The biological behavior was studied in regard to cytotoxicity and cell proliferation by means of in vitro experiments. The samples reached high densities (higher than 95 %TD), total α→β-Si3N4 transformation, fracture toughness higher than 6.5 MPa.m1/2, compressive strength up to 2500 MPa and Vickers hardness less than 9.8 GPa. All samples were non-cytotoxic and able to promote cell proliferation with great potential to be used as components for bone replacements. However, that sample with high content of strontium had the best results of cell proliferation, proving the importance of a careful choice of intergranular phase composition in silicon nitride ceramics.

    Palavras-Chave: silicon nitrides; strontium oxides; aluminium oxides; silicon oxides; ceramics; skeleton; connective tissue cells; mechanical properties; microstructure; toxicity; cell proliferation

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  • IPEN-DOC 29289

    KAIRALLA, ELENI C. ; BRESSIANI, JOSE C. ; BRESSIANI, ANA H. de A. ; RIBELA, MARIA T. de C.P. ; HIGA, OLGA Z. ; QUEIROZ, ÁLVARO A.A. de . Physicochemical and biological properties of nanohydroxyapatite grafted with star-shaped poly(ε-caprolactone). Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, v. 33, n. 18, p. 2353-2384, 2022. DOI: 10.1080/09205063.2022.2104599

    Abstract: To overcome the disadvantages generated by the lack of interfacial bonding between hydroxyapatite nanocrystals (HAPN) and agglomeration of particles in the development of biodegradable nanocomposites a chemical grafting method was applied to modify the surface of HAPN through grafting of the three-arms star-shaped poly(ε-caprolactone) (SPCL) onto the nanoparticles. The chemical grafting of SPCL onto HAPN (SPCL-g-HAPN) has been investigated using Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, transmission electron microscopy (TEM), photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, zeta potential (ZP) and contact angle (CA). TEM micrographs of the SPCL-g-HAPN revealed the existence of hybrid organic/inorganic (O/I) nanoscale domains. The results of albumin (HSA) and fibrinogen (HFb) adsorption indicate resistance to HFb adsorption by SPCL-g-HAPN relatively to unmodified HAPN. The ZP and CA measurement suggest a heterogeneous topology for SPCL-g-HAPN likely due to the existence of hydrophobic-hydrophilic regions on the nanocomposite surface. The enzyme degradation by cholesterol esterase and lipase indicates that the rates of hydrolysis for SPCL-g-HAPN were very slow relative to the SPCL/HAPN blends. The in vitro biological studies showed that the human osteoblast-like cells (MG-63) cells had normal morphology and they were able to attach and spread out on SPCL-g-HAPN surfaces. A higher overall cellular proliferation was observed on SPCL-g-HAPN scaffolds compared to pure HAPN or SPCL materials.

    Palavras-Chave: organic polymers; nanocrystals; hydroxy compounds; biodegradation; nanocomposites; apatites; protein; adsorption

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  • IPEN-DOC 27195

    GUEDES-SILVA, CECILIA C. ; RODAS, ANDREA C.D.; CARVALHO, FLAVIO M.S.; HIGA, OLGA Z. ; FERREIRA, THIAGO S. . Silicon nitride with titania, calcia and silica additives for orthopaedic applications. Processing and Application of Ceramics, v. 14, n. 1, p. 63-70, 2020. DOI: 10.2298/PAC2001063G

    Abstract: Titanium, silicon and calcium ions have demonstrated positive effects in bone healing. Therefore, this paper investigates the densification, mechanical properties and in vitro biological behaviour of TiO2, together with SiO2 and CaO, on silicon nitride ceramics to be used in clinical applications. The results revealed that the sintered samples reached high values of relative density and fracture toughness, non-cytotoxicity as well as good ability to promote cell proliferation and form a layer of carbonated hydroxyapatite on their surfaces, after immersion in simulated body fluid. The sample with the highest amount of TiO2 reached the highest value of relative density and the best results of cell proliferation and fracture toughness, indicating the great potential to be explored by in vivo experiments for later application as intervertebral devices.

    Palavras-Chave: silicon nitrides; titanium ions; calcium ions; silicon ions; silicon nitrides; additives; ceramics; biological materials; mechanical properties; cell proliferation

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  • IPEN-DOC 27649

    YAMAGATA, C. ; RODAS, A.C.; HIGA, O.Z. ; MELLO-CASTANHO, S. . Synthesis and characterization of a bioactive silicate ceramic from SiO2 nanoparticles. In: PAN-AMERICAN NANOTECHNOLOGY CONFERENCE, 2nd, March 4-7, 2020, Águas de Lindoia, SP. Abstract... 2020.

    Abstract: Sol-gel and co-precipitation techniques have been used for synthesis of multiphase silicate ceramic from SiO2 nanoparticles. Non-aggregated colloidal SiO2 nano particles were initially prepared from a sodium silicate solution, by surfactant template sol-gel method. Afterward, calcium and magnesium hydroxides were co-precipitated on colloidal SiO2 nanoparticles surface. CaO-MgO-SiO2 sintered ceramic obtained from the synthesized powders were characterized by SEM,XRD and FTIR. In vitro tests were performed by soaking the sintered samples in the simulate blood fluid (SBF, at pH 7.25 and 37 ?C) to observe its bioactivity. After 7 days of immersion in SBF, the FTIR spectra analysis revealed that the material is bioactive, by the formation of hydroxyapatite on the surface of the sample. No toxic effect was found in the cytotoxicity tests with CHO (Chinese hamster ovary) cells.

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  • IPEN-DOC 27547

    YAMAGATA, CHIEKO ; LEME, DANIEL R. ; RODAS, ANDREA C.D.; HIGA, OLGA Z. ; MELLO-CASTANHO, SONIA R.H. . Use of sodium silicate waste solution as Si source to synthesize MgO-CaO-SiO2 system ceramic powder for biomedical application. In: PACIFIC RIM CONFERENCE OF CERAMIC SOCIETIES, 13th, October 27 - November 1, 2019, Okinawa, Japan. Abstract... 2019.

    Abstract: The superior biological and mechanical properties of the glass ceramic of MgO-CaO-SiO2 system [1], for fabricating bone scaffolds, have attracted considerable attention. Studies showed that glass-ceramic with the composition Wt% 7.68 MgO, 43.19 CaO and 49.13 SiO2 displays appropriate mechanical properties, good bioactivity and biocompatibility in vitro [2]. The aim of this research was to propose a novel method of synthesis of MgO-CaO-SiO2 system ceramic powder. Using a waste solution of sodium silicate derived from alkaline fusion process of zircon sand, as source of Si, MgO-CaO-SiO2 system ceramic powder was synthesized by sol-gel added to co-precipitate of Mg and Ca hydroxides. Present synthesized powder was compacted and sintered at 1300 °C for 2h to obtain CaO-MgO-SiO2 glass-ceramic that was characterized by SEM, XRD and FTIR. In vitro tests were performed by soaking the sintered samples in the simulate blood fluid (SBF, at pH 7.25 and 37 °C) to study its bioactivity. After 7 days soaking, FTIR spectra (Fig. 1) result showed the material is bioactive, confirmed by presence of infrared band at 1047 cm-1 attributed to PO43- and observation of hydroxyapatite coating on the surface of the sample (Fig. 2). Cytotocicity test according to ISO10993-5 and sample preparation according to ISO10993-12 revealed that the sample is considered non-cytotoxic and it can be eligible for further biological testes.

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

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