Development of multifunctional dental implants

Abstract

Os implantes dentários são geralmente fabricados com materiais à base de titânio (Ti) devido à sua biocompatibilidade e resistência à corrosão. No entanto, a baixa capacidade de formar uma forte ligação química com o tecido vivo, conhecida como bioatividade, é uma das desvantagens deste tipo de materiais. Consequentemente, o uso de implantes dentários é às vezes acompanhado por falhas devido à fraca osseointegração e posteriores infeções causadas por microrganismos. Nesse sentido, são necessárias novas abordagens para o desenvolvimento de superfícies bioativas capazes de potencializar o crescimento ósseo e que, ao mesmo tempo, apresentem propriedades antibacterianas. O desenvolvimento de superfícies altamente bioativas e antimicrobianas, com melhor osseointegração e resistência à corrosão, pode ser alcançado por meio da deposição de revestimentos à base de TiN-M (M=Ag, Zn) por pulverização catódica reativa em magnetrão. A escolha deste tipo de material deve-se às propriedades dos seus constituintes: o nitreto de titânio por ser um biocompatível e aumentar a resistência à corrosão; e as nanopartículas de prata (Ag) e zinco (Zn) pelas suas propriedades antimicrobianas. Pela variação das condições de deposição poderemos obter revestimentos com diferentes composições de nitreto de titânio e de nanopartículas, explorando desta forma um vasto espectro de propriedades mecânicas e biológicas, sem que haja nenhum tipo de efeito citotóxico.

Dental implants are generally manufactured by titanium (Ti) based materials due to their biocompatibility and corrosion resistance. However, a low ability to form a strong chemical bond with living tissue, known as bioactivity, is one of the disadvantages of this type of material. Consequently, the use of dental implants is sometimes accompanied by failures due to poor osseointegration and subsequent infections caused by microorganisms. In this sense, new approaches are needed for the development of bioactive surfaces that can enhance bone growth and, at the same time, have antibacterial properties. The development of highly bioactive and antimicrobial surfaces, with better osseointegration and corrosion resistance, can be achieved through the deposition of coatings based on TiN-M (M = Ag, Zn) by reactive sputtering in magnetron. The choice of this type of material is due to the properties of its constituents: titanium nitride as it is biocompatible and increases corrosion resistance; and silver (Ag) and zinc (Zn) nanoparticles, for their antimicrobial properties. By varying the deposition conditions, coatings with different compositions of titanium nitride and nanoparticles can be obtained with different compositions of titanium nitride and nanoparticles, thus exploiting a wide spectrum of mechanical and biological properties, without any type of cytotoxic effect.