Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kunrath, Marcel Ferreira
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10033
Resumo: Nanotechnology is a relevant area of interest in biomedical and biomaterial research. The requirement for a better bone repair speed and quality around biomedical implants for treatment success is the target of several studies in dental implantology. Nanotechnology and surface nanofunctionalization have been used frequently for this end. The aim of this study was to evaluate the performance and properties of an anodized pure grade II titanium surface regarding its topographic characteristics, possibilities of functionalization, its biological reactions when in contact with osteogenic cells along with antibacterial properties. For this, the current literature was critically evaluated and used to understand the most current functionalization options based on anodization. Titanium discs with different surface treatments were used to characterize and evaluate the following parameters: morphology, roughness, atomic structure, wettability, crystalline phase, biocompatibility, adhesion and proliferation of osteogenic cells and bacterial proliferation. The results showed the current possibilities of functionalization of TiO2 nanotube technology (TNTs), the characterization and development of a completely nanotextured surface, methodologies for developing a superhydrophilic surface from reactive plasma and surface biocompatibility. Results showed that bone cell adhesion and proliferation was more expressive in surface nanomorphologies and high hydrophilicity, while bacterial proliferation was higher on rougher surfaces. It was concluded based on the critical reviews of the literature the extensive possibility of developed surface functionalization, along with the current and promising options studied until this moment in the scientific literature. In experimental studies, the biocompatibility of anodized surfaces has been attested. Bone cell adhesion was more expressive in surface nanomorphologies, suggesting faster healing, while bacterial proliferation was more expressive in microtexturizations. The reactive plasma methodology was effective to critically alter the wettability and crystalline phase of titanium, as well as to influence the cellular response, suggesting the possible application of the anodizing methodology with reactive plasma described here in biomedical implants.
id P_RS_ca7d58e467a71640651491050fb84eea
oai_identifier_str oai:tede2.pucrs.br:tede/10033
network_acronym_str P_RS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository_id_str
spelling Teixeira, Eduardo Rolimhttp://lattes.cnpq.br/6615000795050752Hubler, Robertohttp://lattes.cnpq.br/6275585300349034Sesterheim, Patríciahttp://lattes.cnpq.br/7089211577795442http://lattes.cnpq.br/6281182545873716Kunrath, Marcel Ferreira2021-12-21T20:03:57Z2020-03-06http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10033Nanotechnology is a relevant area of interest in biomedical and biomaterial research. The requirement for a better bone repair speed and quality around biomedical implants for treatment success is the target of several studies in dental implantology. Nanotechnology and surface nanofunctionalization have been used frequently for this end. The aim of this study was to evaluate the performance and properties of an anodized pure grade II titanium surface regarding its topographic characteristics, possibilities of functionalization, its biological reactions when in contact with osteogenic cells along with antibacterial properties. For this, the current literature was critically evaluated and used to understand the most current functionalization options based on anodization. Titanium discs with different surface treatments were used to characterize and evaluate the following parameters: morphology, roughness, atomic structure, wettability, crystalline phase, biocompatibility, adhesion and proliferation of osteogenic cells and bacterial proliferation. The results showed the current possibilities of functionalization of TiO2 nanotube technology (TNTs), the characterization and development of a completely nanotextured surface, methodologies for developing a superhydrophilic surface from reactive plasma and surface biocompatibility. Results showed that bone cell adhesion and proliferation was more expressive in surface nanomorphologies and high hydrophilicity, while bacterial proliferation was higher on rougher surfaces. It was concluded based on the critical reviews of the literature the extensive possibility of developed surface functionalization, along with the current and promising options studied until this moment in the scientific literature. In experimental studies, the biocompatibility of anodized surfaces has been attested. Bone cell adhesion was more expressive in surface nanomorphologies, suggesting faster healing, while bacterial proliferation was more expressive in microtexturizations. The reactive plasma methodology was effective to critically alter the wettability and crystalline phase of titanium, as well as to influence the cellular response, suggesting the possible application of the anodizing methodology with reactive plasma described here in biomedical implants.A nanotecnologia está envolvida nas mais recentes pesquisas da área biomédica e de biomateriais. A necessidade de uma maior velocidade de reparação óssea ao redor dos implantes dentários visando um melhor tratamento é alvo de pesquisas na Implantodontia. Para isso, a nanotecnologia e nanofuncionalização das superfícies dos implantes vêm sendo utilizadas com frequência. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho e as promissoras propriedades de uma superfície anodizada a partir do Titânio puro grau II, quanto às suas características topográficas, possibilidades de funcionalização, suas reações biológicas quando em contato com uma cultura celular osteogênica e propriedades antibacterianas. Para isso, a literatura atual foi criticamente avaliada e utilizada para entender e explicar as mais atuais opções de funcionalização a partir do processo de anodização. Discos de titânio que receberam diferentes tratamentos de superfície foram utilizados para caracterização e avaliação superficial nos seguintes quesitos: morfologia, rugosidade, estrutura atômica, molhabilidade, fase cristalina, biocompatibilidade, adesão e proliferação de células osteogênicas e proliferação bacteriana. Os resultados mostraram as possibilidades de funcionalização da tecnologia de nanotubos de TiO2 (TNTs), a caracterização e desenvolvimento de uma superfície nanotexturizada, metodologias de confecção de uma superfície superhidrofílica a partir de um plasma reativo e biocompatibilidade destas superfícies. A adesão e proliferação de células ósseas sobre estas superfícies mostraram-se mais expressivas em nanomorfologias de superfície com alta hidroficilidade, enquanto que a proliferação bacteriana mostrou-se maior em superfícies mais rugosas. Conclui-se a partir das revisões críticas e dos resultados deste estudo, a extensa possibilidade de funcionalização da superfície desenvolvida. Os resultados experimentais comprovaram a biocompatibilidade das superfícies anodizadas. A adesão celular foi mais expressiva em nanomorfologias de superfície, sugerindo cicatrização óssea possivelmente mais acelerada, enquanto a proliferação bacteriana foi mais expressiva em alta rugosidade. A metodologia de plasma reativo mostrou-se efetiva para alterar criticamente a molhabilidade e fase cristalina do titânio, bem como, melhor influência na resposta celular, sugerindo a possibilidade de aplicação da metodologia de anodização descrita neste trabalho junto ao plasma reativo em implantes biomédicos.Submitted by PPG Odontologia (odontologia-pg@pucrs.br) on 2021-12-21T13:57:36Z No. of bitstreams: 1 MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_TES.pdf: 14270041 bytes, checksum: 94392659a8ee57006063a69de76dd23e (MD5)Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2021-12-21T19:54:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_TES.pdf: 14270041 bytes, checksum: 94392659a8ee57006063a69de76dd23e (MD5)Made available in DSpace on 2021-12-21T20:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_TES.pdf: 14270041 bytes, checksum: 94392659a8ee57006063a69de76dd23e (MD5) Previous issue date: 2020-03-06Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqapplication/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/182979/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em OdontologiaPUCRSBrasilEscola de Ciências Saúde e da VidaSuperfíciesImplantesOsseointegraçãoSurfacesImplantsFunctionalizationCIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIASuperfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTrabalho será publicado como artigo ou livro60 meses21/12/2026-7411869720500764667500500600-20704984698792443491802873727776104890info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RSTHUMBNAILTES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.jpgTES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.jpgimage/jpeg4075http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/4/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.jpgd3795579593395f3797c7440ec6b8376MD54TEXTTES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.txtTES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.txttext/plain1668http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/3/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.txt6844df460827fb75dfd0604ba8c01631MD53ORIGINALTES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdfTES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdfapplication/pdf681874http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/2/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdfa5824c67e8720a4d8ebba238b4209952MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8590http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/1/license.txt220e11f2d3ba5354f917c7035aadef24MD51tede/100332021-12-21 20:00:27.375oai:tede2.pucrs.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2021-12-21T22:00:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
dc.title.por.fl_str_mv Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
title Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
spellingShingle Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
Kunrath, Marcel Ferreira
Superfícies
Implantes
Osseointegração
Surfaces
Implants
Functionalization
CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA
title_short Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
title_full Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
title_fullStr Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
title_full_unstemmed Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
title_sort Superfícies superhidrofílicas nanoestruturadas : propriedades físico-químicas, antibacterianas e de adesão e proliferação celular para implantes biomédicos
author Kunrath, Marcel Ferreira
author_facet Kunrath, Marcel Ferreira
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Teixeira, Eduardo Rolim
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6615000795050752
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Hubler, Roberto
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6275585300349034
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv Sesterheim, Patrícia
dc.contributor.advisor-co2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7089211577795442
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6281182545873716
dc.contributor.author.fl_str_mv Kunrath, Marcel Ferreira
contributor_str_mv Teixeira, Eduardo Rolim
Hubler, Roberto
Sesterheim, Patrícia
dc.subject.por.fl_str_mv Superfícies
Implantes
Osseointegração
topic Superfícies
Implantes
Osseointegração
Surfaces
Implants
Functionalization
CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA
dc.subject.eng.fl_str_mv Surfaces
Implants
Functionalization
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA
description Nanotechnology is a relevant area of interest in biomedical and biomaterial research. The requirement for a better bone repair speed and quality around biomedical implants for treatment success is the target of several studies in dental implantology. Nanotechnology and surface nanofunctionalization have been used frequently for this end. The aim of this study was to evaluate the performance and properties of an anodized pure grade II titanium surface regarding its topographic characteristics, possibilities of functionalization, its biological reactions when in contact with osteogenic cells along with antibacterial properties. For this, the current literature was critically evaluated and used to understand the most current functionalization options based on anodization. Titanium discs with different surface treatments were used to characterize and evaluate the following parameters: morphology, roughness, atomic structure, wettability, crystalline phase, biocompatibility, adhesion and proliferation of osteogenic cells and bacterial proliferation. The results showed the current possibilities of functionalization of TiO2 nanotube technology (TNTs), the characterization and development of a completely nanotextured surface, methodologies for developing a superhydrophilic surface from reactive plasma and surface biocompatibility. Results showed that bone cell adhesion and proliferation was more expressive in surface nanomorphologies and high hydrophilicity, while bacterial proliferation was higher on rougher surfaces. It was concluded based on the critical reviews of the literature the extensive possibility of developed surface functionalization, along with the current and promising options studied until this moment in the scientific literature. In experimental studies, the biocompatibility of anodized surfaces has been attested. Bone cell adhesion was more expressive in surface nanomorphologies, suggesting faster healing, while bacterial proliferation was more expressive in microtexturizations. The reactive plasma methodology was effective to critically alter the wettability and crystalline phase of titanium, as well as to influence the cellular response, suggesting the possible application of the anodizing methodology with reactive plasma described here in biomedical implants.
publishDate 2020
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-03-06
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-12-21T20:03:57Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10033
url http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10033
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.program.fl_str_mv -7411869720500764667
dc.relation.confidence.fl_str_mv 500
500
600
dc.relation.cnpq.fl_str_mv -2070498469879244349
dc.relation.sponsorship.fl_str_mv 1802873727776104890
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Odontologia
dc.publisher.initials.fl_str_mv PUCRS
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Escola de Ciências Saúde e da Vida
publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron_str PUC_RS
institution PUC_RS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
bitstream.url.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/4/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.jpg
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/3/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf.txt
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/2/TES_MARCEL_FERREIRA_KUNRATH_CONFIDENCIAL.pdf
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/10033/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv d3795579593395f3797c7440ec6b8376
6844df460827fb75dfd0604ba8c01631
a5824c67e8720a4d8ebba238b4209952
220e11f2d3ba5354f917c7035aadef24
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.central@pucrs.br||
_version_ 1799765353585180672