Avaliação do estresse oxidativo induzido por superfícies de titânio

Commercially pure Titanium (cp Ti) is a material largely used in orthopedic and dental implants due to its biocompatibility properties. Changes in the surface of cp Ti can determine the functional response of the cells such as facilitating implant fixation and stabilization, and increased roughness of the surface has been shown to improve adhesion and cellular proliferation. Various surface modification methods have been developed to increase roughness, such as mechanical, chemical, electrochemical and plasma treatment. An argon plasma treatment generates a surface that has good mechanical proprieties without chemical composition modification. Besides the topography, biological responses to the implant contribute significantly to its success. Oxidative stress induced by the biomaterials is considered one of the major causes of implant failure. For this reason the oxidative potential of titanium surfaces subjected to plasma treatment was evaluated on this work. CHO-k1 cells were cultivated on smooth or roughed Ti disks, and after three days, the redox balance was investigated measuring reactive oxygen species (ROS) generation, total antioxidant capacity and biomarkers of ROS attack. The results showed cells grown on titanium surfaces are subjected to intracellular oxidative stress due to hydrogen peroxide generation. Titanium discs subjected to the plasma treatment induced less oxidative stress than the untreated ones, which resulted in improved cellular ability. Our data suggest that plasma treated titanium may be a more biocompatible biomaterial.

O Titânio comercialmente puro (cpTi) é amplamente utilizado em implantes ortopédicos e dentais graças às suas propriedades físico-químicas. Mudanças na superfície do cpTi podem determinar respostas funcionais nas células influenciando a fixação e estabilização do implante. Muitos métodos de modificação na superfície podem ser aplicados para aumentar a rugosidade como, por exemplo, tratamentos mecânicos, químicos, eletroquímicos e a plasma. Este último, quando realizado em atmosfera de argônio gera uma superfície rugosa com boas propriedades mecânicas sem alterar a composição química do material. Superfícies rugosas geralmente são mais biocompatíveis que as lisas, pois esse tipo de topografia facilita os processos de adesão e proliferação celular. Além da topografia, as reações biológicas desencadeadas em resposta ao implante contribuem de forma significativa para o sucesso do mesmo. Dentre estas reações, o estresse oxidativo tem sido apontado como um dos principais responsáveis por falhas na implantação. Diante do exposto, o potencial oxidativo das superfícies de titânio tratadas e não tratadas a plasma em atmosfera de argônio foi avaliado neste trabalho. Para tanto, células CHOk1 foram cultivadas sobre as superfícies de titânio (tratadas e não tratadas). Após três dias de cultivo o potencial oxidativo foi investigado por meio da quantificação de espécies reativas, análise da capacidade antioxidante e análise de biomarcadores de dano oxidativo (lipoperoxidação, carbonilação protéica e oxidação das bases do DNA). Os resultados obtidos indicam que ambas as superfícies de titânio induzem estresse oxidativo, sendo o peróxido de hidrogênio a principal espécie envolvida. O tratamento a plasma reduziu os danos oxidativos e promoveu melhora na habilidade celular em responder ao estresse oxidativo. Deste modo, a modificação da superfície de titânio através do tratamento a plasma pode ser uma alternativa para a obtenção de um material com melhor biocompatibilidade.

2020-01-01