Modificação da Superfície de Implantes Dentários: Ti/Al versus y-TiAl

Abstract

As propriedades de superfície dos biomateriais, entre os quais os implantes dentários, desempenham um papel crucial na interação destes com os tecidos vizinhos. A química e topografia superficiais têm particular importância, sendo que superfícies hidrófilas e rugosas são as mais indicadas para aplicações que requeiram uma osteointegração rápida e duradoura. O presente trabalho visa o desenvolvimento de filmes finos com potencial para revestir implantes dentários. Para tal, foram estudados e comparados filmes multicamada Ti/Al e filmes intermetálicos -TiAl. Filmes multicamada com composição química equiatómica foram depositados por pulverização catódica magnetrão (primeira e última camada Ti). Posteriormente, alguns filmes foram tratados termicamente para obtenção da fase intermetálica. Os filmes foram depositados sobre superfícies de titânio e de aço polidas a diamante, e sobre superfícies de titânio jateadas e atacadas com ácido (SLA) cuja macro e microrugosidade têm conduzido a boas propriedades osteointegradoras. Por forma a melhor compreender o seu comportamento aquando da avaliação do ângulo de contacto, potencial zeta e propriedades mecânicas, os filmes foram caracterizados quanto à sua morfologia e estrutura cristalina. A morfologia superficial dos discos de titânio SLA, antes e após revestimento, foi analisada com particular detalhe. Os resultados confirmaram ser viável o revestimento de superfícies SLA rugosas, sem que com isso se altere significativamente a topografia original. Os filmes Ti/Al e -TiAl possuem ângulos de contacto inferiores a 65º (superfícies hidrófilas), mas apenas os filmes multicamada apresentam potencial zeta negativo. Ambos são consideravelmente duros e têm módulos de elasticidade baixos. De acordo com as propriedades superficiais e mecânicas, a multicamada Ti/Al parece ser indicada para o revestimento de implantes dentários.

The surface properties of biomaterials, including dental implants, play a key role in their interaction with the surrounding tissues. The surface topography and chemistry are of particular importance; hydrophilic and rough surfaces are the most suitable for applications requiring an effective and long-lasting osseointegration. This study aims the development of thin films with potential for coating dental implants. For this purpose, Ti/Al multilayer films and -TiAl intermetallic films were studied and compared. Multilayer films with equiatomic chemical composition were deposited by magnetron sputtering (Ti bottom and top layer). Some films were subsequently heat treated to obtain the intermetallic phase. The films were deposited onto titanium and stainless steel diamond polished surfaces, and onto titanium surfaces sandblasted and acid etched (SLA) whose macro and microroughness have led to good osteointegrative properties. In order to better understand the behaviour when assessing the contact angle, zeta potential and mechanical properties, the films were characterized regarding their morphology and crystal structure. The surface morphology of SLA titanium disks, uncoated and coated, was analyzed in detail. The results confirm the capability of coating rough SLA surfaces, without significantly altering the original topography. The Ti/Al and -TiAl films have contact angles less than 65° (hydrophilic surfaces), but only the multilayer films exhibit negative zeta potential. Both are considerably hard and have low modulus of elasticity. Taking into account the surface and mechanical properties of the Ti/Al multilayer seem promising for coating dental implants.