Análisis in vitro de biocompatibilidad de dos tipos de superficies de titanio tratadas mediante mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17474

Palabras clave:

Medicina regenerativa; Titanio; EDM; Hidroxiapatita; MC3T3-E1.

Resumen

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la viabilidad biológica de dos superficies de titanio tratadas mediante mecanizado por descarga eléctrica (EDM) utilizando agua o hidroxiapatita como agentes modificadores y comparándolas con una superficie mecanizada de titanio sin agente modificador como control. Se aplicaron ensayos in vitro de MTT, proteína total, fosfatasa alcalina y rojo de alizarina y microscopía electrónica de barrido para analizar células MC3T3-E1 preosteoblásticas después de 7, 14 y 21 días de cultivo celular en las superficies de titanio. Los resultados permitieron verificar la presencia de actividad celular en todas las superficies y la formación de matriz ósea, sin discrepancia entre los grupos. Todos los tipos de superficies testadas pueden inducir la formación de hueso. En el análisis topográfico de la superficie, el EDM no logró modificar la superficie de los discos de manera homogénea. Por tanto, la electroerosión es una técnica biocompatible de bajo coste que favorece la osteointegración, pero que todavía necesita ser mejorada.

Citas

Anselme, K., Ponche, A., & Bigerelle, M. (2010) Relative influence of surface topography and surface chemistry on cell response to bone implant materials. Part 2: biological aspects. Proc Inst Mech Eng H 224(12):1487-507. 10.1243/09544119JEIM901.

Chen, W. C., Chen, Y. S., Ho, C. L., Lin, Y., & Kuo, H. N. (2014) Interaction of progenitor bone cells with different surface modifications of titanium implant. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 37: 305-13. 10.1016/j.msec.2014.01.022.

Davies, J. E. (2007). Bone bonding at natural and biomaterial surfaces. Biomaterials 28: 5058–5067. 10.1016/j.biomaterials.2007.07.049.

Ferreira, L. B., Bradaschia-Correa, V., Moreira, M. M., Marques, N. D., & Arana-Chavez, V. E. (2015) Evaluation of bone repair of critical size defects treated with simvastatin-loaded poly (lactic-co-glycolic acid) microspheres in rat calvaria. J Biomater Appl 29(7):965-76. 10.1177/0885328214550897.

Galli, C., Guizzardi, S., Passeri, G., Martini, D., Tinti, A., Mauro, G., & Macaluso, G. M. (2005) Comparison of Human Mandibular Osteoblasts Grown on Two Comercially Availabe Titanium Implant Surfaces. J Periodontol 76(3): 364-72. 10.1902/jop.2005.76.3.364.

Hansson, H. A., Albrektsson, T., & Branemark, P. I. (1983) Structural aspects of the interface between tissue and titanium implants. J Prosthet Dent 50(1):108-113. 10.1016/0022-3913(83)90175-0.

Harcuba, P., Bačáková, L., Stráský, J., Bačáková, M., Novotná, K., & Janeček, M. J. Surface treatment by electric discharge machining of Ti-6Al-4V alloy for potential application in orthopaedics. Mech Behav Biomed Mater. 96-105. 10.1016/j.jmbbm.2011.07.001.

Hsu, W. H., & Chien, W. T. (2016) Effect of Electrical Discharge Machining on Stress Concentration in Titanium Alloy Holes. Materials (Basel). 24,9(12). 10.3390/ma9120957.

Jeffcoat, M. K., McGlumphy, E. A., Reddy, M. S., Geurs, N. C., & Proskin, H. M. (2003) A comparison of hydroxyapatite (HA) -coated threaded, HA-coated cylindric, and titanium threaded endosseous dental implants. Int J Oral Maxillofac Implants 18(3):406–10.

Kuo, C., Nien, Y., Chiang, A., & Hirata, A. (2021) Surface Modification Using Assisting Electrodes in Wire Electrical Discharge Machining for Silicon Wafer Preparation. Materials, 14, 1355. 10.3390/ma14061355.

Lai, M., Hermann, C. D., Cheng, A., Olivares-Navarrete, R., Gittens, R. A., & Bird, M. M. Role of α2 β1 integrins in mediating cell shape on microextured titanium surfaces. J Biomed Mater Res A 103(2):564-73. 10.1002/jbm.a.35185.

Lumetti, S., Manfredi, E., Ferraris, S., Spriano, S., Passeri, G., Ghiacci, G., Macaluso, G., & Galli, C. (2016) The response of osteoblastic MC3T3-E1 cells to micro- and nano- textured, hydrophilic, and bioactive titanium surfaces. J Mater Sci: Mater Med 27:68. 10.1007/s10856-016-5678-5.

Matos, A. O., Ricomini-Filho, A. P., Beline, T., Ogawa, E. S., Costa-Oliveira, B. E., de Almeida, A. B., Nociti Junior, F. H., Rangel, E. C., da Cruz, N. C., Sukotjo, C., Mathew, M. T., & Barão, V. A. (2017) Three-species biofilm model onto plasma-treated titanium implant surface. Colloids Surf B Biointerfaces 1,152:354-366. 10.1016/j.colsurfb.2017.01.035.

Moura, C. G., Souza, M. A., Kohal, R. J., Dechichi, P., Zanetta-Barbosa, D., Jimbo, R., Teixeira, C. C., Teixeira, H. S., Tovar, N., & Coelho, P. G. (2013) Evaluation of osteogenic cell culture and osteogenic/peripheral blood mononuclear human cell co-culture on modified titanium surfaces. Biomed Mater 8(3):035002. 10.1088/1748-6041/8/3/035002.

Osman, R. B., & Swain, M. V. (2015). A Critical Review of Dental Implant Materials with an Emphasis on Titanium versus Zirconia. Materials (Basel, Switzerland), 8(3), 932–958. 10.3390/ma8030932.

Pramanik, A., Basak, A.K., Littlefair, G., Debnath, S., Prakash, C., Singh, M. A., Marla, D., & Singh, R. K. Methods and variables in Electrical discharge machining of titanium alloy - A review. Heliyon. 2020 Dec 14,6(12):e05554. 10.1016/j.heliyon.2020.e05554.

Rosa, M. B., Albrektsson, T., Francischone, C. E., Schwartz Filho, H. O., & Wennerberg, A. (2012) The influence of surface treatment on the implant roughness pattern. J Appl Oral Sci 20(5):550-5. 10.1590/s1678-77572012000500010.

Schwartz, Z., Olivares-Navarrete, R., Wieland, M., Cochran, D. L., & Boyan, B. D. (2009) Mechanisms regulating increased production of osteoprotegerin by osteoblasts cultured on microstructured titanium surface. Biomaterials 30(20):3390-6. 10.1016/j.biomaterials.2009.03.047.

Shi, Q., Qian, Z., Liu, D., & Liu, H. (2017) Surface Modification of Dental Titanium Implant by Layer-by-Layer Electrostatic Self-Assembly. Front Physiol 7,8: 574. 10.3389/fphys.2017.00574.

Subramani, K., Pandruvada, S. N., Puleo, D. A., Hartsfield Jr., J. K., & Huja, S. S. (2016) In vitro evaluation of osteoblast responses to carbon nanotube-coated titanium surfaces. Progress in Orthodontics 17(1):23. 10.1186/s40510-016-0136-y.

Tamayo, J. A., Riascos, M., Vargas, C. A., & Baena, L. M. (2021). Additive manufacturing of Ti6Al4V alloy via electron beam melting for the development of implants for the biomedical industry. Heliyon, 7(5), e06892. 10.1016/j.heliyon.2021.e06892.

Zambuzzi, W.F., Bonfante, E. A., Jimbo, R., Hayashi, M., Anderson, M., Alves, G., Takamori, E. R., Beltrão, P. J., Coelho, P. G., & Granjeiro, J. M. (2014) Nanometer Scale Titanium Surface Texturing Are Detected by Signaling Pathways Involving Transient FAK and Src Activations. PLoS One 9(7): e95662. 10.1371/journal.pone.0095662.

Zhu, Z., Guo, D., Xu, J., Lin, J., Lei, J., Xu, B., Wu, X., & Wang, X. (2020) Processing Characteristics of Micro Electrical Discharge Machining for Surface Modification of TiNi Shape Memory Alloys Using a TiC Powder Dielectric. Micromachines (Basel).20 11(11):1018. 10.3390/mi11111018.

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Publicado

15/07/2021

Cómo citar

GARCIA, R. F. .; LIMA, I. L. de .; CASTRO, P. S. de .; GOULART, L. R. .; ALONSO-GOULART, V. .; ROCHA, F. S.; RASLAN, A. A. .; FILICE , L. de S. C. . Análisis in vitro de biocompatibilidad de dos tipos de superficies de titanio tratadas mediante mecanizado por descarga eléctrica (EDM) . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 8, p. e44710817474, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i8.17474. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/17474. Acesso em: 17 jul. 2024.

Número

Sección

Ciencias de la salud