Avaliação do crescimento ósseo em implantes de titânio revestidos por plasma spraying com diferentes interfaces metal-filme

Abstract

Titanium and its alloys are widely applied as orthopedic and dental materials implants because of their excellent biocompatibility, low elastic modulus and high corrosion and wear resistance. The main causes that influence the adequate biomaterial functionality are the bone tissue growth and its adhesion to the implant surface. Recent researches indicated that the adhesion between the living bone tissue and the implant is related to the surface roughness, due to surface modifications, and the increasing of bone ingrowths in this region. These surface modifications are achieved mostly by deposition of porous coating using thermal spraying technique, application of blasting of ceramic particulates and acid and electrochemical etchings. The main goal of this research is to estimate the osseointegration of titanium porous coating in contact with sheep cortical bone, as well as to evaluate the bone conductive behavior of these coatings. The second goal is to evaluate the adhesive strength of the titanium porous coatings deposited on modified surfaces of titanium coin shaped implants. X-ray fluorescence (XRF) and xray dispersive energy spectroscopy (EDS) were applied to verify the chemical composition of the Ti implants, titanium porous coatings and osseointegrated titanium implants. Scanning electron microscope (SEM) was applied to characterize the morphology of titanium coin shaped implants, titanium porous coating and the bone tissue/titanium porous coatings/titanium implants interface. Pull out tests were applied to evaluate the osseointegration and the adhesion of porous coatings on the surface of titanium coin shaped implants. The rupture tension values verified for titanium porous coatings are higher than the values verified for titanium implants without porous coatings (RENZ, 2007), mainly after 30 days of healing. The titanium porous coatings etched with HF showed the highest rupture tension values when compared with titanium porous coatings as deposited. The adhesion values of titanium porous coatings increased for modified surfaces when compared with the adhesion values verified for the machined surfaces.

Titânio e suas ligas são amplamente aplicados como materiais de implantes ortopédicos e odontológicos devido a sua excelente biocompatibilidade, baixo módulo de elasticidade e alta resistência ao desgaste e à corrosão. Os fatores que influenciam decisivamente a adequada funcionalidade de um biomaterial são o crescimento do tecido ósseo e a sua adesão à superfície do implante. Pesquisas recentes indicam que o processo de adesão entre o implante e o tecido vivo depende da rugosidade superficial, devido à modificação da sua superfície, e do crescimento ósseo nesta região. Essas modificações são alcançadas principalmente com a deposição de revestimentos porosos por aspersão térmica, a aplicação de jateamentos com particulados cerâmicos, ataques ácidos e eletroquímicos, entre outros. O objetivo específico desta pesquisa é estimar a osseointegração de filmes porosos de titânio em contato com a cortical óssea de ovinos, bem como avaliar o comportamento do processo de osseocondução desses filmes. O segundo objetivo é avaliar a adesão destes filmes porosos de titânio depositados sobre superfícies modificadas de discos de titânio. As técnicas de fluorescência de raios X e espectroscopia por energia dispersiva de raios X foram aplicadas para verificar a composição química dos implantes, filme de titânio e implantes osseointegrados.A Microscopia Eletrônica de Varredura foi usada para caracterizar a morfologia dos discos de Ti, filme de titânio e a interface tecido ósseo/filme de titânio/metal-base. Testes de tração foram aplicados para avaliar a osseointegração dos filmes de titânio e a adesão destes aos discos. Os valores de tensão de ruptura estimados para os filmes de titânio são superiores aos verificados em discos sem revestimento poroso de titânio (RENZ, 2007), principalmente no período de 30 dias pós-operatório. Os filmes de titânio atacados com ácido fluorídrico apresentaram os maiores valores de tensão de ruptura da interface osso-filme quando comparados aos filmes somente depositados, indicando aumento da osseointegração. Os valores de adesão dos filmes de titânio para as superfícies modificadas são maiores que os valores de adesão na superfície somente usinada.