Incorporação de estrôncio na superfície da liga experimental Ti-7,5Mo usando oxidação anódica e oxidação por micro-arco (MAO)

Abstract

O titânio e as suas ligas são utilizados em aplicações biomédicas devido às suas excelentes propriedades, principalmente resistência mecânica e biocompatibilidade. As propriedades de superfície são importantes em implantes, sendo que o desenvolvimento de novos tratamentos de superfície pode afetar diretamente a resposta da superfície implantada. Pesquisas buscam solucionar as questões envolvendo a relação do aumento da bioatividade, da osseointegração entre o implante e o tecido ósseo, e diminuição de infecções locais, visto que o desempenho do implante a longo prazo é muitas vezes comprometido por complicações pós-operatórias. Modificações na superfície do titânio e de suas ligas, como por exemplo, oxidação anódica e oxidação por micro-arco, são empregadas para melhorar o comportamento bioativo da liga e prevenir infecções quando incorporados oligoelementos em sua superfície. Ambas as técnicas envolvem tempos menores, possuem baixo custo e são eficientes na maioria das vezes. A primeira contribui para formação da camada contendo nanotubos de TiO2 e a segunda resulta em uma superfície nanoporosa com a incorporação de elementos como cálcio, fósforo, prata e estrôncio na camada de óxido formada, que irão afetar a biocompatibilidade, a bioatividade e a capacidade de osseointegração da liga. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o emprego dessas técnicas juntamente com a incorporação de estrôncio na superfície da liga Ti-7,5Mo para melhorar a osseointegração, visando sua aplicação como material biomédico. Após o emprego das técnicas, as superfícies foram caracterizadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), e ângulo de contato. A resposta da modificação será avaliada biologicamente in vitro.

Titanium and its alloys are used in biomedical applications due to their excellent properties, particularly mechanical strength and biocompatibility. Surface properties are important in implants, and the development of new surface treatments can directly affect the response of the implanted surface. Research seeks to address issues involving the relationship between increased bioactivity, osseointegration between the implant and bone tissue, and reduced local infections, as long-term implant performance is often compromised by postoperative complications. Surface modifications of titanium and its alloys, such as anodic oxidation and micro-arc oxidation, are used to improve the alloy's bioactive behavior and prevent infections when trace elements are incorporated into their surfaces. Both techniques involve shorter processing times, are low-cost, and are generally effective. The first contributes to the formation of the layer containing TiO2 nanotubes, and the second results in a nanoporous surface with the incorporation of elements such as calcium, phosphorus, silver, and strontium into the formed oxide layer, which will affect the alloy's biocompatibility, bioactivity, and osseointegration capacity. This study aimed to evaluate the use of these techniques together with the incorporation of strontium into the surface of the Ti-7.5Mo alloy to improve osseointegration, targeting its application as a biomedical material. After using these techniques, the surfaces were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), and contact angle analysis. The response to the modification will be evaluated biologically in vitro.