Interação de proteínas em superfícies de filmes finos de TiO2 e sua resposta biológica

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Gomes, Orisson Ponce
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Sputtering; Hydroxylation; Functionalization; Biomaterials; Proteins; Dióxido de titânio; Hidroxilação; Funcionalização; Biomateriais; Proteínas; TiO2
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/181461

O dióxido de titânio (TiO2) nanoestruturado tem sido empregado como modificador de superfície em implantes médicos, promovendo melhoria na resistência à biocorrosão do material e aumento da bioatividade, apresentando resultados promissores na interação com o tecido vivo. Apesar da biocompatibilidade deste óxido ser reconhecida, ainda existem muitos aspectos dos mecanismos de adesão entre as proteínas e a superfície do material que não são totalmente compreendidos. Quimicamente, a superfície desses óxidos é principalmente terminada por grupos -OH que podem ser prontamente funcionalizados. Essa funcionalização química ou simplesmente uma alteração física da superfície do material, pode melhorar a interação do óxido com o ambiente biológico. Além disso, dióxido de titânio pode ter o número de grupos hidroxila aumentado por indução física sob exposição a luz ultravioleta. Embora os grupos gerados por esse processo sejam termodinamicamente menos estáveis, o número maior de sítios ativos disponíveis para serem ligados às moléculas orgânicas pode resultar em uma funcionalização mais eficiente. Nesse trabalho são apresentados os estudos conformacionais de adsorção de três moléculas bifuncionais diferentes, ácido 3-mercaptopropiônico (MPA), 3-aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) e ácido 3-(4-aminofenil)propiônico (APPA), que atuam como espaçadoras no processo de imobilização de proteína nas superfícies fisicamente hidroxiladas dos filmes de TiO2. Os filmes de TiO2 foram crescidos sobre substratos de titânio metálico grau IV através da técnica Reactive RF Magnetron Sputtering. Resultados obtidos por XPS mostraram maior eficiência na imobilização da molécula de APTMS sobre a superfície hidroxilada de TiO2 em relação às moléculas de MPA e APPA. Além disso, a molécula de APTMS também apresentou resultados satisfatórios na imobilização da proteína albumina de soro bovino (BSA). Resultados referentes aos testes de viabilidade, adesão celular e expressão dos genes relacionados à adesão celular após contato direto com células ósseas mostraram melhor interação da superfície modificada pela imobilização da BSA quando intermediada pela molécula de APTMS. As células ósseas em contato direto com essa superfície apresentaram maior expressão dos genes relacionados ao estágio inicial da diferenciação osteoblástica com relação às células em contato direto com a superfície cuja albumina foi imobilizada diretamente à superfície de TiO2. Resultados obtidos através da zimografia também corroboraram com os apresentados por expressão gênica, dado o envolvimento das MMP2 e MMP9 no processo de diferenciação osteoblástica.