Atividade antimicrobiana e corrosão do titânio e da liga Ti-30Ta

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.9361

Palavras-chave:

Titânio; Liga Ti-30Ta; Comportamento de corrosão; Atividade antimicrobiana.

Resumo

O mercado global de implantes dentários estima o valor de US $ 13,01 bilhões até 2023 contra US $ 9,50 bilhões em 2018. O estudo dos materiais para a fabricação dos implantes tem aumentado com o objetivo de estender a vida útil do material evitando sua substituição. Assim, neste estudo investigamos o comportamento eletroquímico de corrosão, molhabilidade e atividade antimicrobiana do titânio e da liga binária Ti-30Ta. O titânio foi cortado em discos de 10 mm de diâmetro. A liga Ti-30Ta foi obtida a partir de titânio e tântalo em forno a arco voltaico, homogeneizada em vácuo a 1000ºC por 24 horas, trabalhada a frio e solubilizada a 950 ºC por 2 horas seguido de resfriamento em água . Em seguida, as barras foram cortadas em discos. Os testes de resistência à corrosão avaliaram o comportamento eletroquímico, a molhabilidade das superfícies do substrato foi investigada usando o método da gota séssil e a formação de biofilme foi investigada por de S epidermidis. Este estudo tem como objetivo investigar a resistência à corrosão do Ti cp e da liga Ti-30Ta em solução eletrolítica NaCl 0,15M + NaF 0,03M e formação de biofilme testado. Pelos resultados obtidos concluímos que o comportamento eletroquímico de ambas as superfícies apresenta boa resistência à corrosão e comportamento hidrofílico (< 90 °). No entanto, a liga Ti-30Ta diminui a adesão da bactéria S epidermidis.

Referências

Abdeen, D. H., El Hachach, M., Koc, M., & Atieh, M. A. (2019, January). A review on the corrosion behaviour of nanocoatings on metallic substrates. Materials. MDPI AG. https://doi.org/10.3390/ma12020210

Brånemark, R., Öhrnell, L. O., Nilsson, P., & Thomsen, P. (1997). Biomechanical characterization of osseointegration during healing: An experimental in vivo study in the rat. Biomaterials, 18(14), 969–978. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(97)00018-5

Brinemark, P., Engstrand, P., Ohmell, L., & Grondahl, K. (1999). Branemak Novum: A new concept for Rehabilitation of the Edentulous Mandible. Preliminary Results from a Prospective Clinical. Clinical Implant Dentistry and Related Research.

Capellato, P., Smith, B. S., Popat, K. C., & Alves Claro, A. P. R. (2015). Cellular functionality on nanotubes of Ti-30Ta alloy. Materials Science Forum (Vol. 805). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.805.61

Capellato, P., Smith, B. S., Popat, K. C., & Claro, A. P. R. A. (2012). Fibroblast functionality on novel Ti30Ta nanotube array. Materials Science and Engineering C, 32(7). https://doi.org/10.1016/j.msec.2012.05.013

Capellato, P., Escada, A. L. A. A. L. A., Popat, K. C. K. C., & Claro, A. P. R. A. A. P. R. A. (2014). Interaction between mesenchymal stem cells and Ti-30Ta alloy after surface treatment. Journal of Biomedical Materials Research - Part A, 102(7), 2147–2156. https://doi.org/10.1002/jbm.a.34891

Capellato, P., Riedel, N. A., Williams, J. D., Machado, J. P. B., Popat, K. C., & Claro, A. P. R. A. (2013). Surface Modification on Ti-30Ta Alloy for Biomedical Application. Engineering, 05(09), 707–713. https://doi.org/10.4236/eng.2013.59084

Capellato, P., Silva, G., Popat, K., Simon‐Walker, R., Alves Claro, A. P., & Zavaglia, C. (2020). Cell investigation of Adult Human dermal fibroblasts on PCL nanofibers/TiO 2 nanotubes Ti‐30Ta alloy for biomedical application. Artificial Organs, aor.13713. https://doi.org/10.1111/aor.13713

Souza, K. A., & Robin, A. (2003). Preparation and characterization of Ti-Ta alloys for application in corrosive media. Materials Letters, 57(20), 3010–3016. https://doi.org/10.1016/S0167-577X(02)01422-2

Dental Implants Market Size & Share - Global Forecast to 2023 | Growing at a CAGR of 6.5% | MarketsandMarkets.

Geetha, M., Singh, A. K., Asokamani, R., & Gogia, A. K. (2009). Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants - A review. Progress in Materials Science, 54(3), 397–425. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2008.06.004

Gill, P., Munroe, N., Pulletikurthi, C., Pandya, S., Haider, W. (2011). Effect of Manufacturing Process on the Biocompatibility and Mechanical Properties of Ti-30Ta Alloy. J. of Materi Eng and Perform 20, 819–823. https://doi.org/10.1007/s11665-011-9874-7

Jiang, X., Yao, Y., Tang, W., Han, D., Zhang, L., Zhao, K., … Meng, Y. (2020). Design of dental implants at materials level: An overview. Journal of Biomedical Materials Research - Part A. John Wiley and Sons Inc. https://doi.org/10.1002/jbm.a.36931

Kashi, A., & Saha, S. (2010). 12 - Mechanisms of failure of medical implants during long-term use A2 - Sharma, Chandra P. BT - Biointegration of Medical Implant Materials. Woodhead Publishing Series in Biomaterials, (January), 326–348. https://doi.org/https://doi.org/10.1533/9781845699802.3.326

Kaur, M., & Singh, K. (2019). Review on titanium and titanium based alloys as biomaterials for orthopaedic applications. Materials Science and Engineering: C, 102, 844–862. https://doi.org/10.1016/J.MSEC.2019.04.064

Kulkarni, M., Mazare, A., Gongadze, E., Perutkova, Kralj-Iglic, V., Milošev, I., … Mozetič, M. (2015). Titanium nanostructures for biomedical applications. Nanotechnology, 26(6). https://doi.org/10.1088/0957-4484/26/6/062002

Malhotra, R., Dhawan, B., Garg, B., Shankar, V., & Nag, T. C. (2019). A comparison of bacterial adhesion and biofilm formation on commonly used orthopaedic metal implant materials: An In vitro study. Indian journal of orthopaedics, 53(1), 148. https://doi.org/10.4103/ortho.IJOrtho_66_18

Manam, N. S., Harun, W. S. W., Shri, D. N. A., Ghani, S. A. C., Kurniawan, T., Ismail, M. H., & Ibrahim, M. H. I. (2017). Study of corrosion in biocompatible metals for implants: A review. Journal of Alloys and Compounds, 701, 698–715. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.01.196

Mareci, D., Chelariu, R., Gordin, D. M., Ungureanu, G., & Gloriant, T. (2009). Comparative corrosion study of Ti-Ta alloys for dental applications. Acta Biomaterialia, 5(9), 3625–3639. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2009.05.037

Mendis, S., Xu, W., Tang, H. P., Jones, L. A., Liang, D., Thompson, R., … Qian, M. (2020). Characteristics of oxide films on Ti-(10–75)Ta alloys and their corrosion performance in an aerated Hank’s balanced salt solution. Applied Surface Science, 506(December 2019). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.145013

Niinomi, M. (1998). Mechanical properties of biomedical titanium alloys. Materials Science and Engineering: A, 243(1), 231–236. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(97)00806-X

Pandey, A., Awasthi, A., & Saxena, K. K. (2020). Metallic implants with properties and latest production techniques: a review. Advances in Materials and Processing Technologies, 1–36. https://doi.org/10.1080/2374068X.2020.1731236

Verma, R. P. (2020). Materials Today : Proceedings Titanium based biomaterial for bone implants : A mini review. Materials Today: Proceedings, (xxxx), 2–5. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.649

Zhou, Y. L., & Niinomi, M. (2008). Microstructures and mechanical properties of Ti-50 mass% Ta alloy for biomedical applications. Journal of Alloys and Compounds, 466(1–2), 535–542. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.11.090

Zhou, Y. L., Niinomi, M., & Akahori, T. (2004). Effects of Ta content on Young’s modulus and tensile properties of binary Ti-Ta alloys for biomedical applications. Materials Science and Engineering A, 371(1–2), 283–290. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.12.011

Zhou, Y. L., Niinomi, M., Akahori, T., Fukui, H., & Toda, H. (2005). Corrosion resistance and biocompatibility of Ti-Ta alloys for biomedical applications. Materials Science and Engineering A, 398(1–2), 28–36. https://doi.org/10.1016/j.msea.2005.03.032

Zimmerli, W., & Sendi, P. (2011). Pathogenesis of implant-associated infection: the role of the host. In Seminars in immunopathology, 33(3), 295-306. Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/s00281-011-0275-7

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Publicado

08/11/2020

Como Citar

CAPELLATO, P.; NOVAKOSKI, M. da S. .; VASCONCELOS, L. V. B. .; RIBEIRO, T. A. N. .; MELO, M. de L. N. M. .; SILVA, G.; NAKAZATO, R. Z. .; RANIERI, M. G. A. .; CLARO, A. P. R. A. .; SACHS, D. Atividade antimicrobiana e corrosão do titânio e da liga Ti-30Ta. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 11, p. e1709119361, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i11.9361. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/9361. Acesso em: 26 set. 2024.

Edição

v. 9 n. 11

Seção

Ciências Exatas e da Terra

Licença

Copyright (c) 2020 Patrícia Capellato; Mariana da Silva Novakoski; Lucas Victor Benjamim Vasconcelos; Tainara Aparecida Nunes Ribeiro; Mirian de Lourdes Noronha Motta Melo; Gilbert Silva; Roberto Zenhei Nakazato; Maria Gabriela Araújo Ranieri; Ana Paula Rosifini Alves Claro; Daniela Sachs

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