Modificação da superfície da liga Ti 7,5Mo utilizando tratamento alcalino e imobilização de prata

Abstract

O titânio e suas ligas destacam-se como biomateriais devido estabilidade química e integração com o osso circundante. As superfícies nanoestruturadas se assemelham à estrutura da matriz óssea, favorecendo a adesão celular. Para um implante bem-sucedido, a integração do tecido deve ocorrer antes da adesão bacteriana. A superfície nanoporosa do substrato ― obtida por meio do tratamento alcalino ― otimiza o contato osso-implante, e a incorporação de nanopartículas de prata forma um filme nanoestruturado capaz de prevenir a colonização de bactérias. Sendo assim, se faz necessário a modificação da superfície da liga Ti7,5Mo utilizando tratamento alcalino e imobilização de prata, sendo este o objetivo da pesquisa. A liga Ti7,5Mo foi produzida e posteriormente, realizado o tratamento alcalino em banho termostatizado com solução de NaOH, permitindo a corrosão da camada de TiO2, resultando na superfície nanoporosa do substrato. Logo após, as amostras foram imersas em solução de AgNO3 ― para incorporação das nanopartículas de prata na superfície nanoporosa ― e incubadas em estufa. Em seguida, as amostras foram submetidas à calcinação em forno mufla EDG, com taxa de aquecimento de 5ºC/minuto, seguido de resfriamento lento dentro do forno. A análise da superfície foi feita por meio da Perfilometria Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), medida do Ângulo de Contato, Ensaio de viabilidade celular (MTT), Ensaio de adesão celular (Cristal Violeta) e Avaliação da atividade antimicrobiana. Os resultados mostraram um filme nanoestruturado semelhante à estrutura da matriz extracelular ― superfície nanoporosa do substrato com nanopartículas de prata (AgNPs) ― favorecendo a ancoragem mecânica, adesão celular, e apresentando propriedades antimicrobianas que reduzem a formação de biofilme. Além disso, as amostras tratadas apresentaram maior atividade mitocondrial indicando que os materiais não são tóxicos e portanto, apresentam viabilidade celular e aumento da adesão nas células, com menor formação de colônias de bactérias S. aureus e S. epidermidis.

Titanium and its alloys stand out as biomaterials due to chemical stability and integration with the surrounding bone. The nanostructured surfaces resemble the structure of the bone matrix, favoring adhesion to the cellular structure. For a successful implant, tissue integration must occur well before bacterial adhesion. The replacement nanoporous surface ―in the middle of the alkaline treatment ― optimizes bone-implant contact, and the incorporation of silver nanoparticles forms a nanostructured film capable of preventing bacterial colonization. Therefore, it is necessary to modify the surface of the Ti7.5Mo alloy using alkaline treatment and silver immobilization, which is the objective of the research. The Ti7.5Mo alloy was produced and subsequently, the alkaline treatment was carried out in a thermostated bath with bath solution, allowing the impression of the TiO2 layer, resulting in the nanoporous surface of the substrate. Soon after, as a sample, they were immersed in an AgNO3 solution ― for incorporation of surface nanoparticles into the nanoporous surface ― and incubated in an oven. Then, they were sent in ovens at 5°C/minute, followed by cycling inside the oven. Surface analysis was performed using Optical Profiling, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectrum (EDS), Contact Angle Measurement, Cell Viability Assay (MTT), Cell Adhesion Assay (Crystal Violet) angle and Evaluation of antimicrobial activity. anchoring an extracellular matrix nanostructure matrix ― surface of the extracellular matrix with silver nanoparticles (AgNPs) ― promoting mechanical filming, cell adhesion, antimicrobial properties that provide a biome-forming framework. In addition, as treated variants, they show similarities with mitochondrial activity in that the materials are non-toxic and, therefore, allow for cell viability and increased colony in cells, with less bacterial formation of bacteria in cells, with S. aureus and S. epidermidis.