Nenhuma / Desde que Brånemark cunhou o termo osseointegração após a sua descoberta acidental em 1962, o uso de implantes osseointegráveis ganhou força e dentre estes, particularmente os implantes dentais, que são hoje o estado da arte para a terapia reabilitadora oral. Esta fixação biológica (osseointegração) é considerada um pré-requisito para próteses implanto-suportadas e para seu sucesso a longo prazo. Vários fatores foram identificados como particularmente importantes para a incorporação do implante no osso, sendo um deles as propriedades da superfície do implante. Tendo em vista esta importância, o presente trabalho tem como objetivo investigar as modificações nas propriedades morfológicas e fisico-químicas da superfície de titânio utilizado na confecção de implantes odontológicos introduzidas após o tratamento por diferentes metodos de acabamento (jateamento, ataque ácido, imersão em solução para incoporação de Ca/P, formação de oxido de titânio nanoestruturado via anodização).
Na primeira parte do presente estudo determinaram-se as melhores condições de jateamento para se obter parâmetros de rugosidade adequados. Para isso, foram inseridas três variáveis: pressão do jateamento, granulometria média de partículas de Al2O3, e área de superfície escaneada. Na segunda parte, discos de titânio foram jateados (com a pressão de jateamento determinada a partir da primeira parte) e submetidos a cinco tratamentos ácidos diferentes. Além disso, dois grupos duplicados foram submetidos à imersão em fluido simulado humano (SBF) e em solução supersaturada de calcificação (SCS). Na terceira parte, a fim de determinar a influência do tempo de imersão das amostras em SBF e SCS em suas características superficiais, novos discos de titânio c.p. foram jateadas com partículas de Al2O3 com granulometria média de 250 μm a 4 bar, sem nenhum tipo de tratamento ácido. Na quarta parte do estudo, investigamos a efetividade de um método de eletropolimento de titânio. Na quinta parte do estudo, investigamos a formação de nanoporos de TiO2 em titânio a partir da técnica de anodização.
Com base nos resultados, observou-se que nem sempre há um aumento linear nos parâmetros de rugosidade com o aumento da pressão de jateamento, da granulometria média de Al2O3 e com o aumento da área de varredura, embora haja uma tendência. Frente às situações aqui propostas, definimos a amostra jateada a uma pressão de 4 bar com partículas de Al2O3 com granulometria média de 250 μm como apresentando a melhor superfície para uma melhor osseointegração, baseando-se em resultados de rugosidade apresentados na literatura. Dos tratamentos ácidos diferentes aplicados após o jateamento, dois se mostraram eficientes em remover o alumínio da superfície, que apresenta toxicidade tecidual. Um tempo de imersão de 28 dias em SBF produz uma camada de apatita suficiente para encobrir totalmente a superfície de titânio, independente das condições de jateamento ou de tratamento ácido realizadas. A imersão em solução de SCS produziu a deposição de apatitas mais rapidamente do que em amostras submersas em SBF. As condições de eletropolimento aqui estudadas não foram suficientes para produzir uma superfície homogeneamente polida, necessitando-se de mais experimentação variando-se as condições do processo. O processo de anodização de titânio demonstrou que o aumento da tensão aplicada pode vir a aumentar o diâmetro médio dos poros na superfície. Apesar disso, os resultados se apresentaram bastante diferentes de acordo com as condições aplicadas. Assim, pode ser interessante testar os mesmos parâmetros a temperaturas diferentes, uma vez que o aumento de temperatura irá acelerar a taxa de dissolução química do TiO2 formado, podendo dificultar uma formação homogênea de poros por toda a superfície. Além disso, faz-se necessário um estudo de imersão destas amostras após a anodização em soluções ácidas, para que estes nanoporos possam ser revelados por debaixo da camada de excesso de resíduos de TiO2, supondo-se que tenham se formado. Sugere-se também a realização da anodização em soluções eletrólitas menos ácidas já que, de acordo com a literatura, em valores mais altos de pH da solução eletrolítica o ataque químico à camada de TiO2 é drasticamente mais lento do que em eletrólitos mais ácidos. / Since Brånemark coined the term osseointegration after its accidental discovery in 1962, the use of osseointegrated implants has gained strength, particularly the dental implants, which are now the state of the art for oral rehabilitation therapy. This biological fixation (osseointegration) is considered a prerequisite for implant-supported prostheses and for their long term success. Several factors were identified as particularly important for the incorporation of implant in the bone, one being the properties of the implant surface. Given this importance, this study aims to investigate the changes in morphological and physico-chemical properties of titanium surfaces used in the manufacture of dental implants introduced after treatment by different methods of finishing (sandblasting, acid etching, immersion in solutions for the incorporation of Ca/P, formation of nanostructured titanium oxide via anodization).
The first part of the study tried to determine the sandblasting conditions that provided the highest values of roughness parameters, varying the sandblasting pressure, the average particle size of Al2O3 powder, and the scanned surface area. In the second part, titanium disks were sandblasted and subjected to five different acid treatments. Furthermore, two duplicate groups were submitted to immersion in fluid simulated human (SBF) and in solution supersaturated calcification (SCS). In the third part, in order to determine the influence of immersion time of the samples in SBF and SCS in their surface features, new titanium discs were sandblasted with Al2O3 (250 μm 4 bar) without any acid treatment. In the fourth part of the study, we investigated the effectiveness of a method for electropolishing of titanium. In the fifth part of the study, we investigated the formation of TiO2 nanotubes from titanium anodization technique.
Based on the results, it was observed that there is not always a linear increase in roughness parameters with increasing sandblasting pressure, average grain size of Al2O3 and with increasing scanning area, although there is a trend. We have defined the sample sandblasted at a pressure of 4 bar with Al2O3 powder with an average particle size of 250 μm as presenting the best surface for a better osseointegration, based on roughness results presented in the literature. Two of the five acid treatments applied after the sandblasting were efficient in removing the aluminum from the surface. An immersion period of 28 days in SBF produces a layer of apatite thick enough to totally cover the titanium surface, independent of sandblasting or acid treatment performed. The immersion in SCS solution produced the deposition of apatites faster than in the samples submerged in SBF. The electropolishing conditions studied here were not sufficient to produce a homogeneously polished surface. Thus, more experimentation varying the process conditions is required. The titanium anodizing process showed that the increase of the applied voltage can produce an increase in the average pore diameter on the surface. Notwithstanding, the anodization results presented quite different from one sample to another. So it may be interesting to test the parameters with different temperatures, since the temperature increase may accelerate the dissolution rate of the TiO2 formed, being able to hamper a homogeneous formation of pores throughout the surface. Furthermore, it is necessary to study these samples after anodization by immersion in acidic solutions, so that these nanopores can be revealed beneath the excess layer of TiO2, assuming that it has been formed. It is also suggested the realization of anodization with less acidic electrolytic solutions since, according to the literature, in higher values of pH of the electrolyte solution etching of the TiO2 layer is dramatically slower than in more acidic electrolyte.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:133 |
| Date | 29 February 2012 |
| Creators | Bruno Ramos Chrcanovic |
| Contributors | Maximiliano Delany Martins, Edésia Martins Barros de Sousa, Carlos Nelson Elias |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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