Investigação in vitro da hemocompatibilidade e redução bacteriana em superfícies de titânio tratado por plasma

Abstract

O titânio (Ti) é um material bastante utilizado para produção de implantes cardiovasculares e ósseos. Apesar disso, ainda à necessidade de buscar estratégias de tratamento para potencializar a superfície do Ti com a finalidade de aumentar a sua biocompatibilidade, hemocompatibilidade e prevenção da contaminação por microrganismos. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos do plasma atmosférico a frio (CAP) e nitretação a plasma por baixa pressão (LPP) na hemocompatibilidade de implantes de titânio e prevenção da contaminação bacteriana. Para tanto, foram produzidas superfícies de titânio polidas, tratadas por CAP e nitretação. Após tratamento, as superfícies foram caracterizadas quanto à molhabilidade pelo método de gota séssil, rugosidade por microscopia de força atômica, estrutura cristalina por difração de raios-X e composição química por espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). Para as análises de hemocompatibilidade foi coletado o sangue em citrato de sódio (1:9) exposto sobre os discos por 30min em estufa de CO2 a 37°C, posteriormente foram avaliados os parâmetros sanguíneos, coagulação por meio do tempo de protrombina (TP) e tromboplastina parcial ativada (TTPa) e a adesão plaquetária por micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As analises microbiológicas foram realizadas utilizando Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) 50μL da solução bacteriana com densidade óptica de 0,150 ± 0,003 a 600 nm sobre as superfícies durante 4h a 37°C. Após a incubação foi realizado a coleta das soluções bacterianas sobre as superfícies para realizar a contagem das colônias e discos foram separados para realizar a fixação das bactérias e análise da formação de colônias bacterianas. O tratamento por CAP promoveu maior presença de (-OH) nas superfícies possibilitando a diminuição do ângulo de contato (13° ± 1.8) em comparação com superfícies nitretadas (77o ± 2.4). A rugosidade foi maior nas superfícies nitretadas. A estrutura cristalina das amostras tratadas por CAP não foram alteradas, enquanto na nitretação houve formação de nitretos de Ti (TiN). Os parâmetros sanguíneos não diferiram estatisticamente. Os TP e TTPa das amostras nitretadas foram maiores em relação as demais (p<0,0001). As superfícies tratadas por CAP possui maior ativação plaquetária, densidade plaquetária, formação de trombos com maior tamanho quando comparado as amostras sem tratamento e nitretada. Além disso, as superfícies tratadas por CAP possuem baixa formação de colônias bacterianas quando comparada com as outras superfícies. Desta forma, o CAP demonstrou excelente potencial para evitar a contaminação microbiana e tratamento de implantes ósseos, enquanto a nitretação para dispositivos intravasculares.