Protein effect on the corrosion behaviour of titanium modified by two surface treatments

Abstract

The use of dental implants nowadays has become a regular method to replace missing or awfully damaged teeth. Titanium is a well known metal used for the construction of orthopedic implants due to its biocompatible characteristics and ability to maintain those while playing the desirable functions. It has the capacity of forming an appealing interface with bone, promoting its growth. While overcoming some problems related to the functional part of the device, there are still some biological interactions to be studied. By studying the effect of two titanium topographies on the formation of protein layers (mixed layers containing mucin and albumin) as well as the influence of these layers on the corrosion behavior of the surfaces it is expected to get a step forward to understand the interaction between these biologic elements and a dental device. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to perform the corrosion tests in artificial saliva containing different protein contents. It was possible to conclude that both proteins had similar resistive behavior, comparing with the control solution (artificial saliva). For the etched samples, neither protein revealed distinct behavior towards the surface; however for the anodized surfaces mucin formed a protein layer evidencing a preference for this surface. When both proteins were in the same solution, it was not detected protein deposition on neither topography.

Actualmente, o uso de implantes dentários tem sido método regular para substituir dentes seriamente danificados ou não presentes. O titânio é um metal conhecido para construção de implantes ortopédicos devido às suas características biocompatíveis e à sua habilidade de as manter enquanto desempenha as funções pretendidas. Tem a capacidade de formar uma interface favorável com o osso, promovendo ainda o crescimento ósseo. Apesar de superar alguns problemas relacionados com a parte funcional do implante, existem ainda alguns aspectos biológicos a ser estudados. Ao estudar o efeito de duas topografias de titânio na formação de camadas proteicas (camadas mistas de mucina e albumina) bem como a influência destas camadas no comportamento à corrosão destas superfícies, espera-se avançar no sentido de entender as interacções entre estes elementos biológicos e os implantes dentários. Para a parte experimental foi usada a técnica de espectroscopia de impedância electroquímica (EIS) e quatro soluções diferentes, contendo saliva artificial e diferentes constituições proteicas. Foi possível concluir que ambas as proteínas têm comportamento resistivo semelhante quando comparado com a solução de controlo (saliva artificial). Para as amostras com tratamento superficial etched, nenhuma proteína revelou comportamento distinto; no entanto, a mucina formou uma camada proteica na superfície anodizada, evidenciando dessa forma a preferência por essa topografia. Quando ambas as proteínas se encontravam em solução, não se registou adsorção proteica em nenhuma das superfícies.