Development of bioactive-zirconia surfaces for biomedical applications.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Schünemann, Fernanda Haverroth
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/249886
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2023.
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spelling Development of bioactive-zirconia surfaces for biomedical applications.OdontologiaÓxido de zircônioImplantes dentários osseointegradosBiopróteseDopaminaOsseointegraçãoTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2023.A osseointegração é crucial para o sucesso a longo prazo dos implantes contínuos e depende da reação do tecido na interface do implante. Propriedades mecânicas e biocompatibilidade tornam a zircônia um material adequado para implantes adquiridos, embora o processamento da superfície ainda seja problemático. O objetivo deste estudo foi realizar uma revisão bibliográfica sobre as técnicas atuais de modificação de superfície para melhorar o comportamento biológico e de osseointegração de implantes à base de zircônia em odontologia e desenvolver superfícies de zircônia bioativas usando dois vidros bioativos diferentes (BG) e dopamina ( DOP) para melhorar a integração dos tecidos duros e moles ao redor dos implantes de zircônia . Uma revisão da literatura foi realizada no banco de dados PUBMED para identificar estudos relevantes sobre tratamento de superfície de zircônia para melhorar a osseointegração. Para estudos laboratoriais, os discos Y-TZP foram feitos em dois protocolos diferentes para análises biológicas e mecânicas. Para testes biológicos, os discos de Y-TZP foram infiltrados e/ou revestidos com biovidros 45S5 e 58S e com dopamina. A biocompatibilidade dos discos foi avaliada pelo teste colorimétrico MTS, a aguardada celular foi avaliada pelo reagente PicoGreen dsDNA e adesão e morfologia celular foram encaminhados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Pré-osteoblastos MC3T3-E1 e células-tronco mesenquimais humanos (MSCs) foram usados ??por 3 ou 7 dias. Para os testes mecânicos, os discos foram infiltrados com 45S5 BG e 58S BG e revestidos com 58S BG. As propriedades mecânicas foram avaliadas por rugosidade, ângulo de contato, imagens SEM em amostra de superfície e seção transversal, difratômetro de raios X (DRX) antes e depois da resistência à flexão biaxial. Os resultados da revisão da literatura forneceram um grande número de métodos físico-químicos que têm sido usados ??para alterar as superfícies dos implantes e, portanto, melhorar a integração osso-implante precoce e tardia. A zircônia infiltrada com BG mostrou um comportamento mecânico e biológico encorajador. As Y-TZP modificadas com BG e DOP foram biocompatíveis com MC3T3-E1 e MSCs e reduziram a instância celular do dia 3 ao dia 7 de MC3T3-E1 e MSCs, indicando comprometimento celular com as vias de diferenciação. Nos testes mecânicos, os resultados de flexão biaxial também foram promissores e o DRX revelou a presença de zircônia tetragonal e monoclínica. A rugosidade da Y-TZP foi menor (Sa=0,92+0,67) quando detectado à zircônia infiltrada com vidros bioativos [Y-TZP + 45S5 BG (Sa=4,31+2,16) e Y-TZP + 58S BG (Sa=4,08+0,69 )]. A zircônia infiltrada com BG avaliações em estudos laboratoriais apresentou propriedades mecânicas e biológicas aceitas, devendo ser avaliações em estudos clínicos para fornecer uma visão realista.Abstract: Osseointegration is crucial for the long-term success of dental implants and depends on the tissue reaction at the implant interface. Mechanical properties and biocompatibility make zirconia a suitable material for dental implants, although surface processing are still problematic. The purpose of this study was to perform a literature review on current surface modification techniques to enhance the biological and osseointegration behaviour of zirconia-based implants in dentistry and to develop bioactive zirconia surfaces using two different bioactive glasses (BG) and dopamine (DOP) to improve hard and soft tissues integration around zirconia dental implants. A literature review was performed on PUBMED database to identify relevant studies regarding zirconia surface treatment to enhance osseointegration. For laboratorial studies, Y-TZP disks were made in two different protocols for biological and mechanical analysis. For biological tests, Y-TZP disks was infiltrated with 45S5 and 58S bioactive glass and/or dip-coated with dopamine and 58S bioactive glass. Biocompatibility of disks was evaluated by MTS colourimetric test, cell proliferation was assessed by PicoGreen dsDNA reagent, and cell adhesion and morphology were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). MC3T3-E1 preosteoblasts and human mesenchymal stem cells (MSCs) were used for 3 or 7 days. For mechanical tests, disks were infiltrated with 45S5 BG and 58S BG and dip-coated with 58S BG. Mechanical properties was evaluated by roughness, contact angle, SEM images in surface and cross section samples w, X-ray diffractmeter (XRD) before and after biaxial flexural strength. The results on literature review reported a large number of physicochemical methods that have been used to change the implant surfaces and therefore to improve the early and late bone-to-implant integration. A BG-infiltration zirconia for implants has shown encouraging mechanical and biological behavior. The Y-TZP modified with BG and DOP were biocompatible to MC3T3-E1 and MSCs and reduced cell proliferation from day 3 to day 7 of MC3T3-E1 and MSCs, indicating cell commitment to differentiation pathways. On the mechanical tests, biaxial bending results was 579 + 144 MPa on Y-TZP group and decreased on BG infiltration groups (496+50MPa for Y-TZP + 45S5 BG and 101 + 244MPa for Y-TZP + 58 BG). XRD revealed the presence of tetragonal and monoclinic zirconia. The roughness of Y-TZP was lower (Sa=0.92+0.67) when compared to zirconia infiltrated with bioactive glasses [Y-TZP + 45S5 BG (Sa=4.31+2.16) and Y-TZP + 58S BG (Sa=4.08+0.69)]. BG-infiltrated zirconia evaluated in laboratorial studies presented favourable mechanical and biological properties, and should be evaluated in clinical studies to provide realistic point view.Henriques, Bruno Alexandre Pacheco de CastroUniversidade Federal de Santa CatarinaSchünemann, Fernanda Haverroth2023-09-01T13:05:12Z2023-09-01T13:05:12Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis108 p.| il., gráfs.application/pdf382807https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/249886engreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-09-04T16:36:38Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/249886Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732023-09-04T16:36:38Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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