Efeitos da exposição de produtos de desgaste de implantes de titânio a células do tecido ósseo

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Costa, Bruna Carolina
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Ti-6AI-4V; Produtos de desgate; Vanádio; Efeitos biológicos; Wear products; Vanadium; Biological effects
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/154282

Dentre os biomateriais metálicos, largamente empregados pela indústria biomédica, o titânio (Ti) e suas ligas, principalmente o sistema Ti-6Al-4V (responsável por 45% da produção total de titânio como biomaterial) representam a principal escolha para a confecção de implantes ortopédicos e dentários. No entanto, processos de degradação (corrosão, desgaste e tribocorrosão) atuantes sobre estas ligas podem ocasionar a liberação de partículas e íons metálicos (comumente referidos produtos de desgaste ou debris), o que pode representar uma situação perigosa in vivo. Neste contexto, as propriedades físico-químicas dos produtos de desgaste irão influenciar fortemente o tipo e intensidade das respostas de um organismo vivo após sua exposição aos mesmos. De forma geral, a interação de tais produtos com as células dos tecidos adjacentes ao implante e do sistema imune pode desencadear processos de sinalização, nomeadamente em termos da produção e liberação de citocinas pró-inflamatórias, conduzindo a osteólise (reabsorção óssea) e consequente falha do implante. Ademais, muitas preocupações têm sido levantadas com relação à liberação de partículas e íons compostos pelos elementos alumínio e vanádio. Alternativamente, novas ligas de titânio isentas da adição destes elementos têm sido propostas nos últimos anos, dentre as quais podemos citar, por exemplo, a liga Ti-15Zr-15Mo. Neste trabalho, foram avaliados (in vitro), a partir de um modelo de células de camundongo, os possíveis efeitos relacionados à exposição de íons vanádio às células dos tecidos ósseo e conjuntivo (fibroblastos e osteoblastos). Ademais, a especiação iônica para determinação dos íons vanádio predominantemente relacionados aos resultados obtidos também foi realizada. Complementarmente, a avaliação do comportamento com relação à tribocorrosão para duas ligas de titânio (Ti-6Al-4V e Ti-15Zr-15Mo), a produção e caracterização de partículas de desgaste a partir destas ligas e avaliação dos efeitos relacionados à exposição de tais partículas às células do tecido ósseo (osteoblastos) humano, nomeadamente em termos de viabilidade celular e produção de citocinas pró-inflamatórias, também foram propostas. De acordo com os resultados obtidos, foi possível verificar que as espécies iônicas de vanádio predominantemente dissolvidas nos meios de cultura utilizados para os experimentos in vitro com os osteoblastos e fibroblastos de camundongo foram essencialmente vanadatos, nomeadamente H2VO4- e HVO42-. Verificou-se também que a interação destas espécies iônicas com as células das linhagens celulares testadas, principalmente fibroblastos, pode causar uma diminuição significativa em viabilidade para concentrações próximas aquela possível ser encontrada in vivo em pacientes que apresentam mau funcionamento de seu dispositivo médico baseado na liga Ti-6Al-4V. Para as partículas de desgaste geradas a partir de ensaios de tribocorrosão sobre as ligas Ti-6Al-4V e Ti-15Zr-15Mo foram verificadas características semelhantes com relação à morfologia e a capacidade de preservar a composição e estrutura cristalina do material a partir do qual são geradas. No entanto, diferenças significativas em termos de tamanho foram observadas. Por fim, verificou-se também que a interação das partículas de desgaste obtidas (ambas as composições) com células do tecido ósseo humano, in vitro, pode provocar a diminuição da viabilidade ou (possivelmente) alterações no metabolismo celular, além de conduzir a um aumento na produção das citocinas pró-inflamatórias interleucina-6 e prostaglandina E2.