Nanometer Scale Titanium Surface Texturing Are Detected by Signaling Pathways Involving Transient FAK and Src Activations

Abstract

BackgroundIt is known that physico/chemical alterations on biomaterial surfaces have the capability to modulate cellular behavior, affecting early tissue repair. Such surface modifications are aimed to improve early healing response and, clinically, offer the possibility to shorten the time from implant placement to functional loading. Since FAK and Src are intracellular proteins able to predict the quality of osteoblast adhesion, this study evaluated the osteoblast behavior in response to nanometer scale titanium surface texturing by monitoring FAK and Src phosphorylations.MethodologyFour engineered titanium surfaces were used for the study: machined (M), dual acid-etched (DAA), resorbable media microblasted and acid-etched (MBAA), and acid-etch microblasted (AAMB). Surfaces were characterized by scanning electron microscopy, interferometry, atomic force microscopy, x-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. Thereafter, those 4 samples were used to evaluate their cytotoxicity and interference on FAK and Src phosphorylations. Both Src and FAK were investigated by using specific antibody against specific phosphorylation sites.Principal FindingsThe results showed that both FAK and Src activations were differently modulated as a function of titanium surfaces physico/chemical configuration and protein adsorption.ConclusionsIt can be suggested that signaling pathways involving both FAK and Src could provide biomarkers to predict osteoblast adhesion onto different surfaces.

Estudo comparativo da interação celular entre quatro tipos de implantes dentários

“…No presente estudo não foi realizada a caracterização da rugosidade dos tratamentos de superfícies, porém esta foi descrita em estudos anteriores, com a mensuração adequada de todos os parâmetros e, por isso, utilizamos estes dados da literatura para explicar nossos resultados (Rosa et al, 2013;Zambuzzi et al, 2014). A microtopografia e a nanotopografia do tratamento de superfície por jateamento e condicionamento ácido com revestimento de CaP foi caracterizado no estudo de Bucci-Sabattini et al (2010) e posteriormente confirmada no estudos de Zambuzzi et al (2014).…”

“…Vários estudos sugerem que as células apresentam mais afinidade ao CaP do que a outros substratos, tais como metais ou polímeros (Bucci-Sabattini et al, 2010). Além disso, a nanotopografia foi capaz de induzir a diferenciação celular com maior taxa de atividade da fosfatase alcalina (Zambuzzi et al, 2014).…”

“…De fato, as complexas interações célula-matriz substrato ocorrem na escala nanométrica e estão associadas aos eventos de sinalização celular por meio de transdução de sinais. Diferentes vias de sinalização celular regulam os fenômenos de adesão, migração, diferenciação e expressão gênica em células da linhagem osteoblástica (Daw et al, 2013;Zambuzzi et al, 2014). Diferentes nanotopografias podem influenciar a adsorção de proteínas, a adesão celular, a proliferação celular, síntese e secreção de moléculas da matriz extracelular e, consequentemente, o processo de formação tecidual in vitro Nanci, 2004;He et al, 2013).…”

“…Os estudos in vitro são amplamente utilizados para a avaliação da interação das células ósseas com os diferentes tratamentos de superficie e estão relacionados aos tipos de estudo de mais praticidade, porém de baixo potencial para estabelecer evidências diretamente aplicáveis à prática clínica (Forrest;Miller, 2001). Além disso, a maioria dos estudos in vitro acerca da interação celular utiliza um disco de titânio como protótipo para realização das análises, o que não representa totalmente a situação clínica, que seria mais bem caracterizada pelo formato de parafuso do implante (Zambuzzi et al, 2014).…”

“…Atualmente o interesse pela nanotecnologia aumentou, visto que as pesquisas sugerem ser esta um dos fatores decisivos para a osseointegração mais rápida (Rosei, 2004). A nanotopografia pode ser realizada por adição na superfície de cálcio e fostato ou outros substratos, no entanto a importância da nanotecnologia e da composição química da superfície dos implantes na interação celular deve ser determinada (Zambuzzi et al, 2014).…”