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Type: Tese de Doutorado
Title: Análise do envelhecimento acelerado e da ação inibidora do ácido ascórbico na degradação oxidativa do polietileno de ultra-elevada massa molar para aplicação biomédica
Authors: Magda Francisca Goncalves Rocha
First Advisor: Herman Sander Mansur
First Referee: Maria Helena Santos
Second Referee: Sidney Nicodemos da Silva
Third Referee: Robson Jose de Cassia Franco Afonso
metadata.dc.contributor.referee4: Elias Mansur Netto
metadata.dc.contributor.referee5: Alexandra Ancelmo Piscitelli Mansur
Abstract: O polietileno de ultra elevado peso molecular (PEUAPM) tem sido um biomaterial amplamente utilizado como parte de próteses, tais como as endopróteses de joelho, que requerem uma superfície articular em função de suas excelentes qualidades mecânicas. Aproximadamente um milhão de próteses é implantado em todo o mundo anualmente. Dois dos principais problemas limitantes da durabilidade das próteses é o desgaste e a delaminação, ambos decorrentes principalmente da oxidação química do polietileno. Apesar do intenso foco em metodologias de envelhecimento acelerado para o PEUAPMnos últimos anos, ainda permanecem muitos debates sobre o caminho mais efetivo de envelhecimento acelerado deste material para simular o auto-envelhecimento e o envelhecimento in vivo. O objetivo desta pesquisa foi investigar e caracterizar a extensão da oxidação do PEUAPM através de espectroscopia de infravermelho, utilizando meioagressivo de peróxido de hidrogênio, por longo período de tempo, como agente de envelhecimento acelerado, assim como determinar a eficácia da ação inibidora do ácido ascórbico na oxidação deste polímero. Ensaios in vitro foram realizados no biomaterial a fim de se compreender como alterações na superfície química do PEUAPM interferem na interação celular e na resposta inflamatória. Os resultados obtidos mostraram que o peróxido de hidrogênio atuou eficientemente no envelhecimento acelerado do PEUAPM, resultando no aumento da taxa de oxidação determinada após diferentes períodos. Houveuma redução significativa da degradação oxidativa do PEUAPM, quando em presença de ácido ascórbico nas diferentes concentrações analisadas, mostrando que a vitamina C pode atuar como um potente agente antioxidante do PEUAPM. Resultados preliminares deensaio in vitro para resposta de macrófagos apontaram para uma tendência ao aumento da secreção de óxido nítrico quanto maior o tempo de oxidação, influenciado pela superfície química do PEUAPM.
Abstract: Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a biomaterial widely used as part of prosthesis that requires articulating surfaces for its excellent mechanical qualities such as knee endoprosthesis for its excellent mechanical qualities. Approximately one million UHMWPE components are implanted worldwide on yearly basis. Two major problems limit the UHMWPE prosthesis life wearing and delamination, both phenomena being mainly due to chemical oxidation of polymer. However, despite the intensive focus on ageing methodologies for UHMWPE over the last few years there are still remains muchdebate over the most effective way of accelerated ageing this material to simulate both shelf and in-vivo ageing. The aim of this study was to investigate and characterize by infrared absorption the accelerated degradation of UHMWPE under hydrogen peroxide aggressivemedium for long period of time as well as to determine the antioxidant capacity from ascorbic acid in UHMWPEs oxidation. In vitro tests to evaluate the macrophage response to test materials were performed in order to investigate as the chemical surface alters the inflammatory response. Our results showed that the hydrogen peroxide acted efficiently in the oxidation of UHMWPE. The measure of oxidation index, determined after different times, resulted in increased rates of oxidation. There was also a decrease of oxidative degradation of UHMWPE with the addition of ascorbic acid showing that vitamin C can act as a potent antioxidant agent for UHWMPE. Preliminary results for macrophage responsesuggest that there is a trend to increased nitric oxide secretion with the times oxidation, influencing by chemical surface of UHMWPE.
Subject: Engenharia metalúrgica
Bioengenharia
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8DPHPK
Issue Date: 25-May-2009
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