Biocompatibilidade in vitro em amostras densas e porosas de titânio-35nióbio submetidas a tratamento biomimético

Abstract

Titânio (Ti) é um dos melhores biomateriais para a confecção de implantes cirúrgicos, porém, estudos com novas ligas de Ti e variações da topografia visam otimizar os resultados da osseointegração. O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a biocompatibilidade de amostras densas e porosas da liga titânio- 35nióbio submetidas ou não ao tratamento biomimético, comparadas a amostras de Ti puro grau 2. As amostras foram divididas em 6 grupos (G): a) G1- Ti denso; b) G2 - Ti poroso; c) G3 – Ti poroso tratado; d) G4 - Ti-35Nb denso; e) G5 - Ti-35Nb poroso; f) G6 - Ti-35Nb poroso tratado. Células osteogênicas obtidas da calvária de ratos recémnascidos foram plaqueadas sobre as amostras e a adesão celular foi avaliada após 4 e 24 horas, enquanto a proliferação celular foi avaliada em 1, 3, 7 e 10 dias. A viabilidade foi avaliada em 1, 3, 7 e 10 dias. Para os demais testes as células foram cultivadas por 7, 10 e 14 dias. Após 14 dias, as culturas foram coradas com vermelho de Alizarina S para detecção dos nódulos de mineralização. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia por dispersão de energia (EDS), difração de raio X (DRX), análise metalográfica e de rugosidade. Os dados da análise metalográfica foram submetidos ao teste de Kruskal Wallis e os dados das análises celulares foram comparados pelos testes Kruskal Wallis, Mann-Whitney e T-Student, (p<0,05). O EDS demonstrou a presença de íons sódio, fósforo, magnésio e cálcio nas amostras tratadas de ambos os grupos. O DRX demonstrou a presença dos metais titânio e nióbio na liga teste. A análise metalográfica demonstrou que as amostras porosas apresentavam poros interligados, com morfologia variada e a análise pelo rugosímetro demonstrou...

Titanium (Ti) is one of the best biomaterials for surgical implants fabrication. Studies with new titanium alloys and varied surface topographies seek for improved osseointegration results. The aim of the present in vitro study was to evaluate dense and porous titanium- 35 niobium alloys, submitted or not to biomimetic treatment in comparison to degree 2 pure titanium specimens. Specimens were divided into 6 groups (G): a) G1 – dense Ti; b) G2 – porous Ti; c) G3 – treated porous Ti; d) G4 – dense Ti-35Nb; e) G5 – porous Ti-35Nb and f) G6 – treated porous Ti-35Nb. Osteogenic cells from newborn rats calvarium were plated over the samples and cell adhesion assessed after 4 and 24 hours. Cell proliferation and viability were assessed at 1, 3, 7 and 10 days. Cells were cultured for 7, 10 and 14 days for further testings. Cell cultures were stained with Alizarin Red S after 14 days for mineralization nodules detection. Specimens were characterized by means of Energy Dispersion Spectrophotometry (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), metallographic and profilometer analyses. Metallographic data were submitted to Kruskal Wallis, while cell analyses were assessed with Kruskal Wallis, Mann-Whitney and T-Student tests (P<0.05). EDS results detected the presence of sodium, phosphor, magnesium and calcium ions in treated specimens from both groups. XRD showed the presence of titanium and niobium for the test alloy. Metallographic analysis revealed interconnected pores and varied morphology within the porous specimens. Greater rugosity was detected by the profilometer analysis within the dense alloy specimens. In vitro tests revealed similar biocompatibility of Ti- 35Nb and degree 2 pure Ti. Porosity did not interfere, but in some scenarios improved alloy biocompatibility. The biomimetic treatment favor greater production... (Complete abstract click electronic access below)