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Biovidros derivados do 45S5: os efeitos do Nb2O5 ou da modificação da superfície com Ca2+ sobre a estrutura e bioatividade

Processo: 10/05394-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2010
Vigência (Término): 19 de janeiro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Celso Aparecido Bertran
Beneficiário:João Henrique Lopes
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):13/12376-5 - Formação óssea controlada por íons inorgânicos biologicamente ativos: investigação do papel e entrega controlada de íons relevantes a partir de biomateriais, BE.EP.DR
Assunto(s):Bioatividade   Superfícies   Biovidro   Troca iônica   Biomateriais   Óxido de nióbio

Resumo

Este projeto de doutorado representa uma continuação do trabalho iniciado no mestrado em virtude dos excelentes resultados obtidos e ao aspecto inédito a eles associados. Neste projeto propõe-se modificar a superfície do Bioglass® 45S5 com íons cálcio e tratamento térmico flash. Com estes procedimentos espera-se alterar a composição, as propriedades físico-químicas e micro estruturais das superfícies vítreas. A modificação da superfície do Bioglass® 45S5 tem demonstrado uma aceleração da cinética de formação da camada de fosfato de cálcio na superfície do biovidro modificado. Além disso, o método de troca iônica para promover um enriquecimento com íons cálcio permite estudar as propriedades de superfície com uma composição que não poderia ser obtida pela síntese direta de vidros pelo método de fusão-refriamento. O tratamento térmico flash, por sua vez, na superfície enriquecida com Ca+2 pode atuar na formação de micro domínios ricos em cálcio que desempenhariam um papel como centros preferenciais para nucleação da apatita. Desta maneira, a combinação desses dois métodos de modificações de superfícies representa um potencial promissor no "desenho" de superfícies capazes de otimizar e regular as propriedades de bioatividade e osteoindução presentes em biovidros com composições semelhantes a do 45S5. Outra proposta desse projeto é o enriquecimento da superfície com cálcio e os seus efeitos sobre a bioatividade do Bioglass® 45S5 modificado com óxido de nióbio. A modificação da composição de Bioglass® 45S5 com óxido de nióbio poderá resultar em biovidros com propriedades mecânicas melhores comparadas com o Bioglass® 45S5 e com bioatividade igualmente diferenciada. O estudo da modificação da composição do Bioglass® 45S5 com óxido de nióbio, além de promissor, também é pouco explorado e contribuirá para a ampliação do conhecimento das propriedades biocompatíveis do Nb2O5 em biovidros.

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Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LOPES, JOAO HENRIQUE; BARRETO FONSECA, EMANUELLA MARIA; MAZALI, ITALO O.; MAGALHAES, ALVICLER; LANDERS, RICHARD; BERTRAN, CELSO APARECIDO. Facile and innovative method for bioglass surface modification: Optimization studies. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 72, p. 86-97, . (10/05394-9)
LOPES, JOAO H.; SOUZA, LUCAS P.; DOMINGUES, JULIANA A.; FERREIRA, V, FILIPE; HAUSEN, MOEMA DE ALENCAR; CAMILLI, JOSE A.; MARTIN, RICHARD A.; DE REZENDE DUEK, ELIANA A.; MAZALI, ITALO O.; BERTRAN, CELSO A.. In vitro and in vivo osteogenic potential of niobium-doped 45S5 bioactive glass: A comparative study. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, v. 108, n. 4, p. 1372-1387, . (11/17877-7, 11/09240-9, 10/05394-9, 10/00863-0)
BUENO, OTTO MAO VARGAS MACHUCA; HERRERA, CHRISTIAN LEONARDO; BERTRAN, CELSO APARECIDO; SAN-MIGUEL, MIGUEL ANGEL; LOPES, JOAO HENRIQUE. An experimental and theoretical approach on stability towards hydrolysis of triethyl phosphate and its effects on the microstructure of sol-gel-derived bioactive silicate glass. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 120, . (13/07296-2, 10/05394-9, 16/23891-6)
LOPES, JOAO HENRIQUE; MAGALHA, ALVICLER; BERTRAN, CELSO APARECIDO. orphological, structural, and in vitro bioactivity of core-shell-structured bioactive glass by multitechnical spectroscopic approac. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 48, n. 6, p. 8039-8050, . (10/05394-9)
DE SOUZA, UCAS P. L.; LOPES, JOAO H.; FERREIRA, V, FILIPE; MARTIN, RICHARD A.; BERTRAN, CELSO A.; CAMILLI, JOSE A.. Evaluation of effectiveness of 45S5 bioglass doped with niobium for repairing critical-sized bone defect in in vitro and in vivo models. Journal of Biomedical Materials Research Part A, v. 108, n. 3, . (10/05394-9, 16/24372-2)
LOPES, JOAO HENRIQUE; MAGALHAES, ALVICLER; MAZALI, ITALO ODONE; BERTRAN, CELSO APARECIDO. Effect of Niobium Oxide on the Structure and Properties of Melt-Derived Bioactive Glasses. Journal of the American Ceramic Society, v. 97, n. 12, p. 3843-3852, . (10/05394-9)
LOPES, JOAO H.; MAZALI, ITALO ODONE; LANDERS, RICHARD; BERTRAN, CELSO A.. Structural Investigation of the Surface of Bioglass 45S5 Enriched with Calcium Ions. Journal of the American Ceramic Society, v. 96, n. 5, p. 1464-1469, . (10/05394-9)
FERREIRA, V, FILIPE; SOUZA, LUCAS P.; MARTINS, THAIS M. M.; LOPES, JOAO H.; MATTOS, BRUNO D.; MARIANO, MARCOS; PINHEIRO, IVANEI F.; VALVERDE, THALITA M.; LIVI, SEBASTIEN; CAMILLI, JOSE A.; et al. Nanocellulose/bioactive glass cryogels as scaffolds for bone regeneration. NANOSCALE, v. 11, n. 42, p. 19842-19849, . (18/12831-8, 18/16851-3, 16/09588-9, 10/05394-9)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
LOPES, João Henrique. Biovidros derivados do 45S5: os efeitos do Nb2O5 ou da modificação da superfície com Ca2+ sobre a estrutura e bioatividade. 2015. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química Campinas, SP.

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

COMPOSIÇÃO VÍTREA BIOATIVA E SEU USO PARA REGENERAÇÃO ÓSSEA BR1020150070420 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . João Henrique Lopes; Celso Aparecido Bertran; Lucas Pereira Lopes de Souza; Italo Odone Mazali; José Angelo Camilli - 30 de março de 2015

BIOACTIVE VITREOUS COMPOSITION AND ITS USE FOR BONE REGENERATION PCT/BR2015/000186 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . João Henrique Lopes; Celso Aparecido Bertran; Lucas Pereira Lopes de Souza; Italo Odone Mazali; José Angelo Camilli - 15 de dezembro de 2015