Multiscale osteoconductive surface coating for Ti-based implants

• Grant number: 17/20746-8
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: November 01, 2017
• End date: June 30, 2018
• Field of knowledge: Engineering - Materials and Metallurgical Engineering
• Principal Investigator: Diego Pedreira de Oliveira
• Grantee: Diego Pedreira de Oliveira
• Company: Extremus Smart Surface - Tratamentos de Superfície Ltda
• Associated research grant: 16/08359-6 - Multiscale osteoconductive surface coating for titanium based implants, AP.PIPE

Abstract

A tendência atual em pesquisa e desenvolvimento de materiais com aplicações biomédicas está centrada na obtenção de características que promovam atividade biológica de maneira a induzir ou acelerar repostas que possam conduzir a um reduzido período de pós-operatório. No caso de implantes intraósseos, o que se busca é que a superfície exerça respostas biológicas adequadas às células osteoblásticas e favoreça a osseointegração. Para aplicações industriais utiliza-se de processos que provocam aumento proeminente da rugosidade da superfície expondo uma composição química atóxica ao ambiente fisiológico. O objetivo é o de promover a fixação primária ou mecânica e evitar movimentos relativos entre osso e implante que podem ocasionar processos inflamatórios aos tecidos arredores. Notoriamente, as pesquisas vêm focando em modificações de superfícies que controlem as propriedades desde o nível macro ao nanométrico. Cientistas vem percebendo que desenvolver características de topografia multiescalas tem um grande potencial para acelerar os eventos biológicos que precedem a reconstrução de tecidos danificados por um trauma, uma doença, ou fatores congênitos. Desenvolver, caracterizar físico-química e biologicamente superfícies contendo macro, micro e nanotopografias em amostras a base de titânio. Apresenta-se dividida seguinte forma: preparação das amostras, caracterização físico-química das superfícies, avaliação biológica e testes de bioatividade: Almeja-se encontrar superfície que combine bioatividade química e osteocondutividade. A primeira avaliada por meio de imersão em solução supersaturada que simule o meio fisiológico (SBF) e a segunda por meio de respostas biológicas com células osteoblásticas. A formação de macro rugosidade com microporosidade e a formação de uma camada nanotopográfica homogênea sobre a superfície do material. Espera-se satisfazer os requisitos de bioatividade química e osteocondutividade encontrando respostas biológicas favoráveis em testes in vitro. Impactos: o impacto é imediato na tecnologia para materiais da indústria de implantes ortopédicos e para implantes odontológicos. Além disso, espera-se um impacto considerável na redução do período de internação o que que pode refletir em redução de custos para o Sistema Único de Saúde. (AU)