Characterization of chemically treated Ti-Zr system alloys for dental implant application

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Cordeiro, Jairo M. ^{[1, 2]} ; Faverani, Leonardo P. ^{[3, 4]} ; Grandini, Carlos R. ^{[2, 5]} ; Rangel, Elidiane C. ^[6] ; da Cruz, Nilson C. ^[6] ; Nociti Junior, Francisco H. ^[1] ; Almeida, Amanda B. ^[1] ; Vicente, Fabio B. ^{[2, 7]} ; Morais, Bruna R. G. ^{[3, 4]} ; Barao, Valentim A. R. ^{[1, 2]} ; Assuncao, Wirley G. ^[8]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Campinas UNICAMP, Piracicaba Dent Sch, Dept Prosthodont & Periodontol, Av Limeira 901, BR-13414903 Piracicaba, SP - Brazil

^[2] IBTN, Rio De Janeiro - Brazil

^[3] Univ Estadual Paulista UNESP, Aracatuba Dent Sch, Dept Surg, R Jose Bonifacio 1193, BR-16015050 Aracatuba, SP - Brazil

^[4] Univ Estadual Paulista UNESP, Aracatuba Dent Sch, Integrated Clin, R Jose Bonifacio 1193, BR-16015050 Aracatuba, SP - Brazil

^[5] Univ Estadual Paulista UNESP, Lab Anelasticidade & Biomat, Ave Engn Luiz Edmundo Carrijo Coube, BR-17033360 Bauru, SP - Brazil

^[6] Univ Estadual Paulista UNESP, ICTS, Lab Technol Plasmas, Av Tres Marco 511, BR-18087180 Sorocaba, SP - Brazil

^[7] Univ Paulista UNIP, Ave Luis Levorato 1-40, BR-17048290 Bauru, SP - Brazil

^[8] Univ Estadual Paulista UNESP, Aracatuba Dent Sch, Dept Dent Mat & Prosthodont, R Jose Bonifacio 1193, BR-16015050 Aracatuba, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications; v. 92, p. 849-861, NOV 1 2018.
• Citações Web of Science: 6

Resumo

Materials and surfaces developed for dental implants need to withstand degradation processes that take place in the oral cavity. Therefore, the aim of the study was to develop and evaluate the topographical, mechanical, chemical, electrochemical and biological properties of Ti-xZr alloys (x = 5, 10, and 15 wt%) with two surface features (machined and double acid etched). Commercially pure titanium (cpTi) and Ti-6Al-4V alloy were used as controls. Surface characterization was performed using dispersive energy spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy, profilometry and surface energy. The mechanical properties were assessed using Vickers microhardness, elastic modulus and stiffness. The electrochemical behavior analysis was conducted in a body fluid solution (pH 7.4). In addition, MC3T3-E1 cells were used to determine the impact of material and surface treatment on cell morphology by SEM analysis. Data were analyzed by two-way ANOVA and Bonferroni test (alpha = 0.05). Ti-Zr alloys showed lower surface roughness, elastic modulus and stiffness, as well as higher hardness and surface energy when compared to cpTi. Ti-Zr system increased the polarization resistance values and significantly decreased the capacitance, corrosion current density (i(corr)), and passivation current density (i(pass)) values. The acid treatment increased the resistance and corrosion potential of the oxide layer. SEM data analysis demonstrated that Ti-Zr alloys displayed normal cell attachment/spreading and slightly changed cell morphology in the double etched surface. In conclusion, Zr addition and surface treatment altered surface, mechanical, biological and electrochemical properties of Ti material. (AU)

• Processo FAPESP: 13/08451-1 - Estabilidade eletroquímica do Ticp com superfícies modificadas por ácido e jateamento com óxido de alumínio
• Beneficiário: Valentim Adelino Ricardo Barão
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/11470-6 - Deposição por pulverização catódica de filmes de óxido de tântalo (Ta2O5) na superfície de titânio para aplicações biomédicas: comportamento eletroquímico, biocompatibilidade e análise microbiológica
• Beneficiário: Valentim Adelino Ricardo Barão
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/03159-6 - Estabilidade de revestimentos bioativos produzidos por oxidação eletrolítica assistida por plasma
• Beneficiário: Nilson Cristino da Cruz
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/15545-2 - Comportamento corrosivo, microestrutural e da osteogênese periimplantar da liga Ti-15Zr e ligas comercialmente disponíveis (Ticp e Ti-6Al-4V) com e sem tratamento de superfície: um estudo in vitro e in vivo
• Beneficiário: Leonardo Perez Faverani
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/25562-7 - Novas Ligas do Sistema Ti-Mo-Mn com Baixo Módulo de Elasticidade para Aplicações Biomédicas
• Beneficiário: Carlos Roberto Grandini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/23575-1 - Estudo eletroquímico e de caracterização microestrutural de ligas binárias experimentais de titânio em 3 concentrações (Ti-5Zr, Ti-10Zr, Ti-15Zr) em função da saliva artificial e simulador de fluido corporal
• Beneficiário: Bruna Regina Gomes Morais
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica