Enzyme-assisted mineralization of calcium phosphate: exploring confinement for the design of highly crystalline nano-objects.

In hard tissues of vertebrates, calcium phosphate (CaP) biomineralization is a fascinating process that combines specific physicochemical and biochemical reactions, resulting in the formation of extracellular matrices with elegant nanoarchitectures. Although several "biomimetic" strategies have been developed for the design of mineralized nanostructured biointerfaces, the control of the crystallization process remains complex. Herein, we report an innovative approach to overcome this challenge by generating, in situ, CaP precursors in a confined medium. For this purpose, we explore a combination of (i) the layer-by-layer assembly, (ii) the template-based method and (iii) the heterogeneous enzymatic catalysis. We show the possibility of embedding active alkaline phosphatase in a nanostructured multilayered film and inducing the nucleation and growth of CaP compounds under different conditions. Importantly, we demonstrate that the modulation of the crystal phase from spheroid-shaped amorphous CaP to crystalline platelet-shaped hydroxyapatite depends on the degree of confinement of active enzymes. This leads to the synthesis of highly anisotropic mineralized nanostructures that are mechanically stable and with controlled dimensions, composition and crystal phase. The present study provides a straightforward, yet powerful, way to design anisotropic nanostructured materials, including a self-supported framework, which may be used in broad biomedical applications.

Calcium phosphate mineralization through homogenous enzymatic catalysis: Investigation of the early stages.

HYPOTHESIS: The crystallization of calcium phosphate (CaP) is a ubiquitous process that occurs in several mineralized tissues and involves a variety of biochemical and chemical reactions. This issue has been hitherto continuously studied from supersaturated solutions (chemical procedure), i.e. by adding calcium and orthophosphate ions in a homogenous phase. Yet, both in vivo and in vitro investigations have clearly shown the implication of enzymes, namely alkaline phosphatase (ALP), to initiate the mineralization process by generating orthophosphate ions. EXPERIMENTS: We report a thorough investigation on the mechanism of enzyme-induced mineralization in homogenous phase (enzymatic procedure). For this purpose, ALP is introduced in Ca2+/Mg2+-containing solution (pH = 7.4; 37 °C), and its activity modulated by the concentration of its substrate. FINDINGS: Results show that after 24 h of mineralization both chemical and enzymatic procedures lead to the formation of well-crystalline hydroxyapatite nano-objects, however with noticeable impact on their shape and dimensions. Remarkably enough, by combining in situ monitoring and ex situ characterizations, we identify several intermediate phases, including amorphous phase, dicalcium phosphate dehydrate phase (DCPD or brushite) and Whitlockite (WH). Besides, mineralized nano-objects with a core-shell structure is observed, and hydroxyapatite platelets are shown to grow on the surface of their shell.

Indicadores de qualidade no bloco operatório / Quality indicators in the operating room

Hoje a qualidade é um assunto essencial nos cuidados de saúde. Perante uma maior sobrevida da população, as instituições, os serviços e os profissionais devem estar preparados para responder em consonância. A qualidade na saúde apresenta diferentes sentidos, e o seu conceito altera-se na presença dos diversos atores, circunstâncias e entidades. Avedis Donabedian procurou compreender como a qualidade pode ser melhorada através da cadeia estrutura-processo-resultado. Este quadro concetual constitui uma boa abordagem para refletir a qualidade de cuidados no bloco operatório, e apoiar um caminho de melhoria nesta área para este serviço tão complexo. O objetivo do estudo é construir uma lista de indicadores de qualidade no bloco operatório. Para cumprirmos este objetivo recorremos a duas técnicas de recolha de dados, Grupos Delphi e Grupos Focais, que trabalhámos com profissionais de diferentes grupos no Bloco Operatório Central do polo HUC do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra. Face à análise de conteúdo de entrevistas não estruturadas, identificámos domínios e indicadores de qualidade, que a par dos fornecidos pela fundamentação teórica permitiram criar uma grelha para determinar consenso junto dos entrevistados quanto â sua representatividade. Posteriormente, a dinâmica nos Grupos Focais possibilitou melhor descrever os domínios de qualidade e os respetivos indicadores, segundo a cadeia estrutura-processo-resultado de Avedis Donabedian. Para os profissionais que no estudo a qualidade no BOC insere-se nos domínios dos Recursos Humanos, dos Recursos Materiais, da Segurança, do Desempenho e da Aprendizagem-Crescimento. Indicadores como a dotação de pessoal, a formação profissional, o sistema informatizado de gestão de doentes, a Cirurgia Segura, os protocolos de prevenção de infeção, o agendamento cirúrgico, o cancelamento cirúrgico, a satisfação do doente e a satisfação profissional, ajudam a descrever esses domínios. Futuramente este estudo deve descrever estes indicadores, para que se possam tornar uma ferramenta efetiva de melhoria no bloco operatório e contribuir para a otimização dos cuidados.