Avaliação das propriedades físicas, químicas e microbiológica de discos Ti-6Al-4V: uma abordagem de diferentes tratamentos de superfície e métodos de fabricação

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Calazans Neto, João Vicente
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Additive manufacturing; Dental implants; Implantes dentários; Machining; Manufatura aditiva; Surface treatment; Ti-6Al-4V; Tratamento de superfície; Usinagem
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/58/58131/tde-25102023-161455/

As características da superfície dos implantes dentários de titânio podem modular vias moleculares específicas para melhorar o desempenho da regeneração óssea e minimizar o risco de infecções associadas ao implante. Diferentes técnicas são empregadas para modificação do titânio, seja por meio de tratamentos de superfície, métodos de fabricação por impressão 3D ou a combinação delas. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar in vitro a influência de 4 superfícies de Ti-6Al-4V obtidas por usinagem, com e sem tratamento, e manufatura aditiva, em propriedades físicas, químicas e microbiológica. Foram utilizadas amostras no formato de discos, divididos em 4 grupos, de acordo com método de fabricação e tratamento de superfície aplicado: G1 - usinado (DU); G2 - usinado+hidroxiapatita (DUHAp); G3 - usinado+tratamento ácido-alcalino (DUAA) e G4 - manufatura aditiva (DUMA). A avaliação da topografia dos discos foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), da composição química por Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) e da estrutura cristalina por Difração de Raios-X (DRX). As propriedades físicas e químicas foram analisadas por molhabilidade e energia livre de superfície, rugosidade, testes eletroquímicos e potencial zeta, além de adesão microbiana frente a Staphylococcus aureus por Unidades Formadoras de Colônias (UFC). Foi aplicada análise de variância one-way ANOVA e teste de comparações múltiplas Tukey para avaliação dos dados, com exceção do UFC, submetido ao teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis (&alpha;=0,05). As fotomicrografias de DU demonstraram topografia característica de uma superfície usinada polida, DUHAp e DUAA exibiram padrões correspondentes às modificações de superfície realizadas, revestimento com hidroxiapatita e tratamento ácido (H3PO4) seguido de alcalino (NaOH), respectivamente e em DMA observou-se presença de partículas esféricas parcialmente fundidas. O EDS identificou elementos químicos inerentes à composição da liga estudada (Ti-6Al-4V), além da adição de íons provenientes dos tratamentos realizados nos discos DUHAp e DUAA. Os padrões DRX revelaram semelhanças entre DU e DMA, além de picos característicos da hidroxiapatita no disco DUHAp em 32° e do tratamento ácido-alcalino (DUAA) em 35°. Os grupos DUHAp e DUAA apresentaram comportamento mais hidrofílico comparados a DU e DUMA, com menores ângulos de contato e maior energia livre de superfície (p<0,05). Quanto à rugosidade, DMA apresentou maior valor médio em todos os parâmetros avaliados (Ra, Rz e Sa), diferente dos demais (p<0,05). Em relação aos testes eletroquímicos, diferença significativa entre os grupos foi observada para OCP (p<0,001) e icoor (p=0,028), já para Ei=0 foram semelhantes (p=0,292); a superfície DMA demonstrou menor resistência a corrosão (p<0,05) e menor média de potencial zeta, semelhante a DU (p=1,000). DMA apresentou maior contagem de UFC para S. aureus (p=0,006), indicativo de maior adesão. Conclui-se que DUHAp e DUAA demonstraram comportamentos semelhantes em relação à molhabilidade, energia livre de superfície, rugosidade, resistência à corrosão, carga elétrica e adesão bacteriana. Por outro lado, entre os grupos sem tratamento, o DMA exibiu maior rugosidade, potencial corrosivo e adesão bacteriana, além de menor molhabilidade e energia livre de superfície.