Surface modification of Ti–6Al–4V alloy for biomineralization and specific biological response: Part I, inorganic modification

Abstract

Titanium and its alloys represent the gold standard for orthopaedic and dental prosthetic devices, because of their good mechanical properties and biocompatibility. Recent research has been focused on surface treatments designed to promote their rapid osteointegration also in case of poor bone quality. A new surface treatment has been investigated in this research work, in order to improve tissue integration of titanium based implants. The surface treatment is able to induce a bioactive behaviour, without the introduction of a coating, and preserving mechanical properties of Ti6Al4V substrates (fatigue resistance). The application of the proposed technique results in a complex surface topography, characterized by the combination of a micro-roughness and a nanotexture, which can be coupled with the conventional macro-roughness induced by blasting. Modified metallic surfaces are rich in hydroxyls groups: this feature is extremely important for inorganic bioactivity (in vitro and in vivo apatite precipitation) and also for further functionalization procedures (grafting of biomolecules). Modified Ti6Al4V induced hydroxyapatite precipitation after 15 days soaking in simulated body fluid (SBF). The process was optimised in order to not induce cracks or damages on the surface. The surface oxide layer presents high scratch resistance.

Surface modification of dental implants

“…Vannak azonban olyan gyártók is, akik az implantátumukat cirkónium-oxidból készí-tik. [6][7][8][9] Az esztergálással kialakított felülettel rendelkező implantátum még nem alkalmas a beültetésre, ugyanis sorja, valamint az esztergakés által okozott jelentős felületi egyenetlenségek komplikációkat okozhatnak, például sorjaleválás becsavarás közben. A felület mó-…”

Avaliação histológica e histomorfométrica da energia superficial e molhabilidade em implantes de titânio grau IV e grau V: estudo experimental em coelhos

“…Esses micromovimentos se presentes em níveis considerados baixos ou nulos estimulam a remodelação óssea, mas caso sejam micromovimentos excessivos, haverá a formação de tecido fibroso na interface osso-implante (MIRANDA, 2013;ORSINI et al, 2012;FERRARIS et al, 2011;BERKOVITZ et al, 2004 et al, 2013). O osso formado é composto por fibras colágenas de diversos diâmetros e orientação irregular, com células maiores e numerosas, formado de modo rápido, devido sua capacidade de remodelação conferindo às células ósseas (osteoblastos, osteócitos e osteoclastos, e a matriz osteóide) (BERKOVITZ et al, 2004).…”

“…Para acelerar o processo de osseointegração e reduzir o tempo de espera, pesquisas que alteram a superfície do titânio vêm sendo produzidas, sugerindo modificações na topografia, energia de superfície e composição do titânio (WILMOWSKY et al, 2013;FERRARIS et al, 2012;ORSINI et al, 2012;FERRARIS et al, 2011;MENDONÇA et al, 2009;ELLINGSEN et al, 2006).…”

“…Srinivasan et al(2014) (KIRMANIDOU et al, 2016;JEMAT et al, 2015;YEO, 2014;ORSINI et al, 2012;FERRARIS et al, 2011;MISCH, 2008;LE GUEHENNEC et al, 2007;CORDIOLI et al, 2000).…”

“…No entanto, quando se trata de uma liga de titânio, a liga titânio-alumínio-vanádio (Ti6Al4V), mais utilizada na área médica, é menos presente na odontologia por ser menos estudada, é nomeada como titânio grau V, possui boas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e biocompatibilidade (SHAH et al, 2016;FARIA et al, 2014;PRASAD et al, 2015;DEGIDI et al, 2008;Mc CRACKEN et al,1999). Quanto aos estudos, Stenport et al, 2008, Han et al,1998, e Johansson et al,1993 (ZWEERS et al, 2015;SOHRABI et al,2012;AL-NAWAS et al,2012;FERRARIS et al, 2011;DEGIDE et al, 2008). (FERRARIS et al, 2016;YEO, 2014;ELIAS et al, 2008).…”