Controlled oxidative nanopatterning of microrough titanium surfaces for improving osteogenic activity

Abstract

To further enhance the biological properties of acid-etched microrough titanium surfaces, titania nanotextured thin films were produced by simple chemical oxidation, without significantly altering the existing topographical and roughness features. The nanotextured layers on titanium surfaces can be controllably varied by tuning the oxidation duration time. The oxidation treatment significantly reduced water contact angles and increased the surface energy compared to the surfaces prior to oxidation. The murine bone marrow stromal cells (BMSCs) were used to evaluate the bioactivity. In comparison, oxidative nanopatterning of microrough titanium surfaces led to improved attachment and proliferation of BMSCs. The rate of osteoblastic differentiation was also represented by the increased levels of alkaline phosphatase activity and mineral deposition. These data indicated that oxidative nanopatterning enhanced the biological properties of the microrough titanium surfaces by modulating their surface chemistry and nanotopography. Based on the proven mechanical interlocking ability of microtopographies, enhancement of multiple osteoblast functions attained by this oxidative nanopatterning is expected to lead to better implant osseointegration in vivo.

Estudo comparativo da interação celular entre quatro tipos de implantes dentários

“…Mesmo assim, observou-se que em tratamentos que resultaram no aumento da rugosidade na escala micrométrica (Li et al, 2013;Liu et al, 2013;Chen et al, 2014;Zhuang et al, 2014) e submicrométrica (Zuo et al, 2013;Calzado-Mart et al, 2014;Kawase et al, 2014;Tan et al, 2014) foram obtidos melhores resultados em relação a adesão, proliferação e diferenciação celular. Da mesma forma, observou-se um sinergismo de resultados entre as modificações superficiais na escala micrométrica e submicrométrica (Daw et al, 2013;Klein et al, 2013) e na escala micrométrica e nanométrica (Lai et al, 2014;Zambuzzi et al, 2014).…”

“…Nos estudos in vitro não foi possível estabelecer essa relação, pois houve adequada interação celular com a superfície lisa (Oliveira et al, 2014;Tan et al, 2014;Uchiyama et al, 2014), assim como foi relatado melhor resultado para as superfícies moderadamente rugosas (Klein et al, 2013;Liu et al, 2013;Chen et al, 2014;Zambuzzi et al, 2014;Zhuang et al, 2014). Esse fato também converge com os dados encontrados acerca da adesão e crescimento celular, segundo os quais as superfícies moderadamente rugosas, dos tratamentos por jateamento,…”

“…Além da influência da rugosidade da superfície dos implantes dentários na escala micrométrica estabelecida nos estudos clínicos e in vivo, existem também algumas indicações de que as respostas ósseas são influenciadas pela alteração da superfície em nível nanométrico Albrektsson, 2010 (Daw et al, 2013;Zuo et al, 2013;Li et al, 2014;Tan et al, 2014;Zhuang et al, 2014).…”

“…Entretanto, para afirmar a presença da nanotopografia ela deve ser confeccionada de propósito, estar distribuída uniformemente e ser caracterizada adequadamente (Rosei, 2004;Kawase et al, 2014;Tan et al, 2014;Zambuzzi et al, 2014).…”

“…Hoje, a nanotecnologia tem encontrado inúmeras possibilidades para a implantologia moderna Albrektsson, 2000;Li et al, 2014;Zuo et al, 2013;Goldman et al, 2014;Tan et al, 2014;Zhuang et al, 2014).…”