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Tipo do documento: Tese
Título: ESTUDO DA BIOATIVIDADE DE SUPERFÍCIES TEXTURIZADAS DE TITÂNIO: FORMAÇÃO DO FILME CONDICIONANTE E ADESÃO CELULAR
Autor: SIMON, ANNA PAULLA 
Primeiro orientador: Sikora, Mariana de Souza
Resumo: O titânio é considerado material ideal para a fabricação de implantes para substituição do tecido ósseo. No entanto, a interação de biomateriais com o organismo pode levar a reações deteriorativas, que estão relacionadas a falhas, produção de debris e à rejeição de implantes. Neste contexto, a modificação da superfície apresenta-se como estratégia para modulação de propriedades superficiais e aumento da proteção contra corrosão, enquanto age na mediação da osseointegração. Diante disso, este estudo teve como objetivo a investigação do efeito da modificação da superfície de titânio em aspectos físico-químicos (corrosão e adsorção de proteínas) e biológicos (adesão celular e hemólise) de interação. As superfícies bioativas foram obtidas por polimento mecânico, ataque ácido e anodização de substratos de Ticp. As amostras texturizadas foram caracterizadas por FIB/FE-SEM, XDR, FTIR, EDX, WCA, perfilometria óptica, análise do comportamento eletroquímico, adsorção de proteínas, hemólise e adesão de fibroblastos. Os resultados mostraram que as características morfológicas e físico-químicas da superfície podem ser adaptadas para diferentes propósitos de aplicação. A maior resistência à corrosão e deposição de apatita foram apresentadas por amostras anódicas. A adsorção de albumina está relacionada com a rugosidade e molhabilidade da superfície, seguindo o modelo da isoterma de Langmuir (Tipo I), com exceção das amostras anódicas galvanostáticas (Tipo III). A cinética de adsorção foi modelada pelo modelo de pseudo-primeira ordem, onde a etapa limitante é dependente da difusão da albumina ao interior dos poros. Todas as superfícies atendem aos requisitos de hemocompatibilidade para seu uso como biomaterial (índice de hemólise < 2%). O comportamento celular também possui dependência com a macrorugosidade superficial (Sa), e, portanto, a corrosão apresentada pela superfície. O threshold para viabilidade, adesão e comportamento de proliferação de fibroblastos foi de Sa ≈1 μm. Com exceção da amostra obtida por ataque ácido, todas as superfícies atendem a este requisito. Pela combinação dos resultados, as amostras anódicas apresentam condições de superfície otimizadas, o que pode promover melhor contato corpo-fluido e melhor interação celular, contribuindo para a estabilidade a longo prazo.
Abstract: Titanium is considered an ideal material for bone implant manufacture. However, the biomaterial interaction with the organism can lead to deteriorating reactions, related to failure, debris, and to rejection. In this context, surface modification presents itself as a good strategy for implant properties modulation and enhancement of corrosion protection, while mediating osseointegration. In face of this, this study aimed to investigate the effect of titanium surface modification on physical-chemistry (corrosion and protein adsorption) and biological (cell adhesion and hemolysis) aspects of interaction. Bioactive surfaces were obtained by mechanical polishing, acid-etched, and anodization of Ticp. Texturized samples were characterized by FE and FIB-SEM, XDR, FTIR, EDX, WCA, profilometry, electrochemical behavior, protein adsorption, hemolysis, and fibroblast adhesion. Results show that morphological and physicochemical characteristics of the surface can be tailored for different application purposes. The highest corrosion resistance and apatite deposition were presented by anodic samples. Albumin adsorption was related to surface roughness and wettability, following the Langmuir model isotherm (Type I), except for galvanostatic samples (Type III). All kinetic adsorption was modeled by a pseudo-first-order model, and the rate-limiting step relied on albumin diffusion to the pores. All surfaces meet the hemocompatibility requirements for their use as biomaterial (hemolysis index < 2%). Cellular behavior was also found to be dependent on surface macroroughness (Sa), and so, the corrosion presented by the surface. The threshold for viability, adhesion, and proliferation behavior of fibroblasts was Sa ≈1 µm. Except for the samples obtained by acid etching treatment, all surfaces meet this requirement. By combining the results, anodic samples present optimized surface conditions, which can promote better body-fluid contact and better cell interaction, contributing to long-term stability.
Palavras-chave: Modificação da superfície
Titânio
Anodização
Ataque ácido
Biomateriais
Biocompatibilidade
Surface modification
Titanium
Anodization
Acid etching
Biomaterials
Biocompatibility
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química (Doutorado)
Citação: SIMON, ANNA PAULLA. ESTUDO DA BIOATIVIDADE DE SUPERFÍCIES TEXTURIZADAS DE TITÂNIO: FORMAÇÃO DO FILME CONDICIONANTE E ADESÃO CELULAR. 2022. 147 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Química - Doutorado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/2027
Data de defesa: 2-Dez-2022
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