Tratamento térmico do titânio e suas consequências sobre as propriedades físico-químicas e de biocompatibilidade

The titanium and titanium alloys are widely used as biomaterial in biomedical device and so research have been developed aiming to improve and/or better to understand interaction biomaterial/biological environment. The process for manufacturing of this titanium implants usually involves a series of thermal and mechanical processes which have consequence on the final product. The heat treatments are usually used to obtain different properties for each application. In order to understand the influence of these treatments on the biological response of the surface, it was done, in this work, different heat treatments in titanium and analyzed their influence on the morphology, adhesion and proliferation of the pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1). For such heat-treated titanium disks were characterized by optical microscopy, contact angle, surface energy, roughness, microhardness, X-ray diffraction and scanning through the techniques (BSE, EDS and EBSD). For the analysis of biological response were tested by MTT proliferation, adhesion by crystal violet and β1 integrin expression by flow cytometry. It was found that the presence of a microstructure very orderly, defined by a chemical attack, cells tend to stretch in the same direction of orientation of the material microstructure. When this order does not happen, the most important factor influencing cell proliferation is the residual stress, indicated by the hardness of the material. This way the disks with the highest level state of residual stress also showed increased cell proliferation

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

O titânio e suas ligas são amplamente utilizados como biomaterial em dispositivos biomédicos e devido a isso pesquisas têm sido desenvolvidas visando aperfeiçoar e/ou compreender melhor a interação biomaterial/meio biológico. O processo de fabricação desses dispositivos de titânio geralmente envolve uma série de processos térmicos e mecânicos e que têm consequências no produto final. Os tratamentos térmicos são usualmente utilizados para obtenção de propriedades diferenciadas para cada aplicação. Com o intuito de entender a influência desses tratamentos sobre a resposta biológica da superfície, foram realizados, no presente trabalho, diferentes tratamentos térmicos em titânio e analisadas suas influências na morfologia, adesão e proliferação de células pré-osteoblástica (MC3T3-E1). Para tanto os discos de titânio tratados termicamente foram caracterizados por microscopia ótica, ângulo de contato, energia de superfície, rugosidade, microdureza Vickers, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura através das técnicas de EBS, EDS e EBSD. Para análise da resposta biológica foram realizados teste de proliferação por MTT, adesão por cristal violeta e expressão da integrina β1 por citometria de fluxo. Foi verificado que na presença de uma microestrutura muito ordenada, definida através de um ataque químico, as células tendem a se alongar no mesmo sentido da orientação microestrutural do material. Quando essa ordem não acontece, o fator mais importante a influenciar na proliferação celular é a tensão residual, indicada pela dureza do material. Deste modo os discos que apresentaram maior estado de tensão residual apresentaram também maior proliferação celular