Stem cells behavior on titanium surfaces modified by plasma / Análise do comportamento de células-tronco em superfícies de titânio modificadas por plasma

ABSTRACT

Over the last decade, a considerable development of new technologies to the modification of dental implants has been observed contributing to reduce the healing process and their use in areas with low bone density. Among the new techniques, plasma nitriding has showed excellent results. In this study, a superficial modification of commercial pure titanium (Degree II), by using two different plasma treatments (planar and hollow cathode nitriding) was accomplished aiming at an optimization of the surface for biomedical applications. An evaluation of the chemical composition in all samples was carried out, in addition to a study of their roughness and texture. Then, stem cells were deposited onto these surfaces and a comparison among their properties and their biological behavior was accomplished. The results showed that the nitriding techniques produced significant changes in the superficial texture of the Ti samples. The roughness test presented better results in samples nitrided by hollow cathode technique. Statistically significant differences were found in the cell proliferation of samples nitrided by hollow cathode nitriding when compared to samples without treatment. The used techniques were, therefore, effective and directly influenced the characteristics of the titanium surface and consequently, the stem cell behavior.

RESUMO

Nos últimos anos tem-se observado um grande crescimento em tecnologias para modificação de superfícies de implantes dentais visando reduzir o tempo de espera pela cicatrização, assim como possibilitar seu uso com sucesso em áreas de baixa densidade óssea. Dentre esses métodos de modificação, a nitretação por plasma tem apresentado ótimos resultados. No presente trabalho, estudou-se superfícies de titânio comercialmente puro (Grau II) modificadas através de dois tratamentos por plasma diferentes (nitretação planar e nitretação em cátodo oco), com o objetivo de obter uma otimização da superfície para aplicações biomédicas. Uma avaliação da composição química e um estudo da rugosidade e textura destas amostras foram realizados. Em seguida, depositou-se células-tronco sobre essas superfícies e uma comparação entre as novas propriedades obtidas e a proliferação celular foi feita. Os resultados mostraram que a nitretação por plasma produziu mudanças significativas na textura superficial das amostras de titânio. A rugosidade foi superior nas amostras nitretadas em cátodo oco. Encontrou-se diferença estatisticamente significante na proliferação celular das amostras nitretadas em cátodo oco quando comparadas com as amostras sem tratamento. Essas técnicas de modificação são, portanto, efetivas e possuem influência direta nas características da superfície e no comportamento de células-tronco.