Biofuncionalização da superfície do titânio (cp) para aplicações biomédicas

Abstract

O titânio e suas ligas são um dos principais biomateriais utilizados em implantes ortopédicos e ortodônticos, devido à sua boa resistência à corrosão e excelente biocompatibilidade. Porém, algumas desvantagens como, por exemplo, uma integração ineficaz e demorada ao tecido ósseo circundante, podem prolongar o processo de cicatrização e favorecer infecções locais, prejudicando o sucesso desse biomaterial na prática clínica. Nesse sentido, estratégias para modificar a superfície do titânio com biomoléculas para favorecer a adesão celular e a osteogênese do tecido ósseo têm sido investigadas. Neste estudo utilizamos diferentes abordagens para modificar a superfície com o objetivo de melhorar sua biocompatibilidade e conferir a este material atividade antibacteriana. Para isso, os nanotubos de dióxido de titânio (NT-TiO2) foram obtidos de forma eficiente por anodização seguida de anelamento por tratamento térmico. Os TiO2NTs resultantes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura de alta resolução e EDS. Nossos resultados mostraram a formação de NTs-TiO2 de maneira regular e bem distribuída. Os NTs-TiO2 foram então recobertos com filmes automontados de polieletrólitos de cloridrato de polialilamina (PAH) e ácido poliacrílico (PAA), seguidos da deposição de nanopartículas de prata (AgNPs) e da lectina de Bothropus leucurus (BlL). Alternativamente, a BlL foi adsorvida diretamente aos NTs-TiO2 por spin coating. A incorporação com sucesso de BlL e AgNPs na superfície de TiO2NTs, foi demonstrada por voltametria cíclica (CV), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e espectro infravermelho de transformada de Fourier de reflexão total atenuado (ATR-FTIR). Além disso, os seguintes parâmetros biológicos 1) adesão e viabilidade celular, 2) atividade de fosfatase alcalina (como indicador do processo de osteogênese) das diferentes amostras de TiO2 foram investigados em células de osteossarcoma humano (HOS). Em comparação com as amostras de Ticp, a modificação das superfícies de Ticp testadas, exceto aquelas revestidas com AgNPs, favoreceram a adesão, proliferação e o aumento da atividade de ALP em células semelhantes a osteoblastos, sugerindo seu uso para melhorar a qualidade e biocompatibilidade de biomateriais à base de titânio. O tratamento dos nanotubos de TiO2 com BlL a 200 μg / mL e incorporados por meio de filmes auto-montados de PAH / PAA (dip coating) apresentou os melhores resultados para adesão, viabilidade e produção de fosfatase alcalina. Além disso, esse tratamento foi o único capaz de inibir o crescimento bacteriano de Staphylococcus aureus. Assim, nossos dados apontam para o potencial uso da lectina BlL como uma molécula bioativa para melhorar a biocompatibilidade dos implantes de titânio, favorecendo a adesão, osseointegração e reduzindo o risco de infecção.