UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
EFEITO DE AGENTES PROFILÁTICOS NA
SUPERFÍCIE NÃO POLIDA DO TITÂNIO
COMERCIALMENTE PURO E LIGA TI6AL4V, SUA
RELAÇÃO COM A ADERÊNCIA BACTERIANA
RENATA NUNES BARROS
Niterói
2009
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Odontologia da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Odontologia
RENATA NUNES BARROS
EFEITO DE AGENTES PROFILÁTICOS NA
SUPERFÍCIE NÃO POLIDA DO TITÂNIO
COMERCIALMENTE PURO E LIGA TI6AL4V, SUA
RELAÇÃO COM A ADERÊNCIA BACTERIANA
ORIENTADOR:Professor Dr. Cresus Vinicius Depes de Gouvêa
Universidade Federal Fluminense
Niterói
2009
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Odontologia da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Odontologia
Apresentação da dissertação ao Programa de Pós-Graduação em
Odontologia – Mestrado – Universidade Federal Fluminense, área
de concentração: Clínica Odontológica, em 3 de setembro de
2009, à Comissão Examinadora constituída pelos Professores
Doutores.
_________________________________
Prof. Dr. Cresus Vinicius Depes de Gouvêa (UFF)
_________________________________ Prof. Dra. Lucíola Rangel de Luca Fraga (UFF)
_________________________________
DEDICATÓRIA
À Deus,
sempre presente em minha vida, me protegendo, abençoando e orientando meus caminhos.
Aos meus pais,
verdadeiros mentores, amigos e exemplos de vida, amor e dedicação, fornecendo-me todos os subsídios para que eu me tornasse a pessoa que sou hoje. Muito me orgulho e agradeço a Deus por ser filha de vocês. Com muito amor, respeito e admiração.
Ao meu amado marido e amigo Ricardo,
pelo amor, incentivo, compreensão, ajuda e paciência, essenciais ao meu ingresso e término deste curso, o meu muito obrigado por ter surgido em minha vida!
À minha amada família e irmã Raquel,
pela compreensão às muitas horas em que me isolei para total dedicação ao estudo e realização deste trabalho.
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Dr. Cresus Depes Vinicius de Gouvêa
Que, dentro de sua limitação de tempo, soube orientar com competência, objetividade e clareza, os meus sinceros agradecimentos por acreditar em meu potencial e em meu trabalho.
Ao querido Professor Vladi de Oliveira Guimarães Junior
Pelo incentivo e amizade, essenciais ao meu ingresso neste curso, o meu carinhoso e sincero agradecimento.
Aos Professores e amigos do Curso de Mestrado em Clínica Odontológica da Universidade Federal Fluminense,
Pela competência, dedicação e carinho de todos. Ao Prof. Luiz Guilhermo Coca Velarde
Por sua excelente receptividade e competência, na execução da análise estatística deste trabalho.
À empresa SIN – Sistema de Implantes
Pelo fornecimento das amostras em titânio. Ao CETEM (Centro de Tecnologia Mineral),
em especial, ao Engenheiro Otávio da Fonseca Martins Gomes, responsável pela captura das imagens em Microscopia Eletrônica de Varredura.
À equipe do Laboratório de Biotecnologia Aplicada UFF (LABA),
pela dedicação e competência dos professores, essenciais para realização desse experimento.
Ao Dr. Raphael Hirata Júnior (Professor Adjunto da Faculdade de Ciências Médicas da UERJ) e ao meu colega de turma Aurimar Andrade,
pela viabilização do experimento de aderência bacteriana, no laboratório de Microbiologia da UERJ.
“ Tudo tem seu tempo determinado, e há tempo para todo o propósito debaixo do céu.”
SUMÁRIO
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ________________________________________ 7 LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ________________ 10 RESUMO _______________________________________________________ 11 1. INTRODUÇÃO ________________________________________________ 13 2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1- FLUORETOS __________________________________________ 19 2.2- JATEAMENTO DE BICARBONATO DE SÓDIO __________ 26 2.3- ADERÊNCIA BACTERIANA _____________________________ 30 3. OBJETIVO ____________________________________________________ 34 4. MATERIAL E MÉTODOS _______________________________________ 35 5. RESULTADOS ________________________________________________ 47 6. DISCUSSÃO __________________________________________________ 60 7. CONCLUSÕES ________________________________________________ 68 ABSTRACT ______________________________________________________ 70 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ________________________________ 72
LISTAS DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1. Embalagens dos corpos de prova _______________ 35 Tabela 1. Composição do Ti c.p e ligas _____________________ 36
Tabela 2. Divisão dos corpos de prova por grupos de armazenagem __________________________________ 36 Figura 2. Visão aproximada do Rugosímetro regulado______ 37 Figura 3. Trajetórias de leitura do rugosímetro para medição da rugosidade de superfície _____________________ 38 Figura 4. Posicionamento do rugosímetro em relação ao
corpo de prova___________________________________
38
Figura 5. Dispositivo posicionador do corpo de provapara leitura no rugosímetro ______________________ 38 Figura 6. Matriz acrílica posicionadora para o jateamento _40 Tabela 3. Soluções de armazenamentos/tratamentos ______ 41 Figura 7. Frasco em vidro âmbar utilizado para o
armazenamento dos corpos de prova_____________ 42 Tabela 4.Composição química das soluções _______________ 42 Figura 8. Tubos de ensaio com Caldo TSB_________________ 43 Figura 9. Tubos de ensaio com Caldo TSB + glucose 1%___ 44 Figura 10. Tubos de ensaio com micropérulas de vidro_____ 44 Figura 11. Agitador marca Phoenix________________________ 45 Figura 12. Diluição da suspensão bacteriana______________ 45 Figura 13. Eppendorfs____________________________________ 46
Tabela 5. Médias de rugosidade Ra antes e após as
armazenagens e/ou tratamentos________________ 48 Grafico 1.Comparação entre as variações das médias
de rugosidade antes e após os armazenamento
e/ou jateamento do Ti cp_______________________ 48 Gráfico 2. Comparação entre as variações das médias de rugosidade antes e após os armazenamento e/ou jateamento da liga Ti6Al4V_____________________ 49 Grafico 3. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V do grupo 1____ 50 Grafico 4. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, do grupo 2___ 50 Grafico 5. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, do grupo 3____51 Grafico 6. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, do grupo 4___51 Tabela 6. Escores da aderência do S.mutans relacionada `as variações das rugosidades de superfície _______52
Figura 14. Imagens M.O do Ti6Al4V - grupo 1 ________ 53 Figura 15. Imagens M.O do Ti6Al4V – grupo 2_________ 53 Figura 16. Imagens M.O do Ti6Al4V grupo 3_________ 54 Figura 17. Imagens M.O do Ti6Al4V – grupo 4_____________ 54 Figura 18. Imagens M.O do Ti cp – grupo 1________________ 54 Figura 19. Imagens M.O do Ti cp – grupo 2________________ 55 Figura 20. Imagens M.O do Ti cp – grupo 3_____________55
Figura 21. Imagens M.O do Ti cp – grupo 4________________ 55
Figura 22
.
Imagens em MEV liga Ti6Al4V – grupo 1_______ 56Figura 23
.
Imagens em MEV liga Ti6Al4V – grupo 2_______ 56 Figura 24. Imagens em MEV, liga Ti6Al4V – grupo 3_______ 57 Figura 25. Imagens em MEV, liga Ti6Al4V – grupo 4_______ 57 Figura 26.
Imagens em MEV, Ti cp - grupo 1_______
58 Figura 27.
Imagens em MEV, Ti cp – grupo 2____________ 58 Figura 28. Imagens em MEV, Ti cp – grupo 3_____________ 59 Figura 29. Imagens em MEV, Ti cp – grupo 4_____________ 59LISTAS DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
ASTM American Society for Testing Materials CP corpo de prova 0C grau Celsius cm3 centímetro cúbico g grama hs horas MO Microscopia óptica
MEV Microscopia Eletrônica de Varredura MFA Microscopia de Força Atômica
ml mililitro mm milímetro µm micrometro µl microlitro
NaF fluoreto de Sódio
pH atividade de ions hidrogênio ppm partes por milhão
Ti cp titânio comercialmente puro Ti6Al4V liga de titânio alumínio vanádio
TiO2 dióxido de titânio
in vivo (latim) = em laboratório
RESUMO
Foram avaliadas alterações na superfície do titânio comercialmente puro grau 2 e liga Ti6Al4V, causadas pelo flúor na concentração presente em dentifrícios e enxaguatórios orais (1500 ppm), e pelo jateamento profilático com bicarbonato de sódio. Utilizou-se 60 corpos de prova pré-fabricados com acabamento metalográfico industrial, em forma de discos, medindo 5 mm de diâmetro e 3 mm de espessura, divididos em 4 grupos (n=15) de acordo com as soluções de armazenamento e ou tratamentos: saliva artificial pH 7.0 (G1), saliva artificial fluoretada 1500 ppm pH 5.5 (G2), jateamento com bicarbonato de sódio (G3), jateamento com bicarbonato de sódio seguido de armazenamento em saliva artificial fluoretada 1500 ppm (G4). A rugosidade de superfície (Ra) foi medida antes (Ti) e após (Tf) a
armazenagem, por um Rugosímetro e imagens foram feitas em Microscopia Óptica e MEV. Os corpos de prova foram submetidos à aderência ao Streptococcus mutans, incubados à 370C/24 hs. A análise
estatística foi executada pelo programa S-Plus 8.0. Foi observado uma diminuição estatísticamente significante na rugosidade de superfície do Ti cp no G1 (Ti = 0,203 µm; Tf = 0,122 µm), G2 (Ti = 0,185 µm; Tf =
0,075), G3 (Ti = 0,228 µm; Tf = 0,166 µm), G4 (Ti = 0,264 µm; Tf =
0,083 µm) e na liga Ti6Al4V, G1 (Ti = 0,224 µm; Tf = 0,073 µm), G2
(Ti = 0,194 µm; Tf = 0,075 µm), G4(Ti = 0,141 µm; Tf = 0,066 µm) sendo
o G3 com diminuição estatísticamente não significante (Ti = 0,081 µm;
média inicial de Ra = 0,2µm, o flúor promoveu uma homogenização. Imagens em microscopia confirmaram esses resultados. A aderência do S.mutans foi maior nos grupos em que essa homogenização não foi muito significativa e menor nos grupos em que os corpos de prova foram previamente armazenados em saliva fluoretada, justificada pela maior homogenização promovida e pelo efeito antimicrobiano do flúor, comprovando ser dependente da rugosidade, independente do tipo de material.
Palavras chaves: titânio, flúor, aderência bacteriana, rugosidade de superfície.
1. INTRODUÇÃO
O uso do titânio e suas ligas como biomateriais, possui um alto índice de sucesso devido a uma combinação favorável de suas
propriedades mecânicas, físicas e químicas como, baixa densidade, alta resistência mecânica, baixo módulo de elasticidade, alta resistência à corrosão e excelente biocompatibilidade 7,48,90. Na
Odontologia, são amplamente utilizados na confecção de implantes dentais, fios e brackets ortodônticos e limas endodônticas. Em prótese, foi introduzido para aplicação odontológica nos anos 70, como material fundível e, tornou-se popular nos anos 80 na confecção de coroas e próteses parciais removíveis 60.Sua utilização na reabilitação
oral vem aumentando gradativamente, devido ao desenvolvimento de novas máquinas de fundição, visto que, possui um alto ponto de fusão (+ 1700 oC), alta reatividade em temperaturas elevadas e baixa
densidade (4,5 g/cm3), o que dificulta sua fundição em máquinas
convencionais 17. Além disso, sua alta resistência e baixo peso
específico, resulta em uma performance mecânica similar às ligas de ouro tipo IV 95.
Apesar da existência de muitos tipos de ligas de titânio, a liga Ti6Al4V é a mais comumente utilizada, devido às suas superiores propriedades físicas e mecânicas em relação ao Ti cp, sendo suas propriedades mecânicas similares às ligas de Ni-Cr e Co-Cr 95.
A alta resistência à corrosão do titânio, deve-se à formação espontânea, em sua superfície, de uma camada estável e densa de óxidos de titânio dentre os quais, o dióxido de titânio (TiO2) é o mais
abundante. Esta camada é muito resistente e altamente protetora, conferindo resistência à corrosão em meios fisiológicos 17,72,92,97 e em
fortes ácidos minerais como, ácido hidroclorídrico (HCl) e ácido sulfúrico (H2SO4). Entretanto, quando é colocado em contato com meio
fluoretado, essa camada de óxido é facilmente degradada devido à incorporação de íons fluoreto 93, reduzindo consideravelmente suas
propriedades protetoras 27,35,70,91,93.
Em 1957, Yamaguchi e Otsuda (citado por Bard) 5, foram os
primeiros a citar a degradação do titânio na presença de ácido fluorídrico (HF) concentrado. Essas soluções fluoretadas, produzem instabilidade, resultando em corrosão em pites e irregularidades de superfície 31,36,46,97,aumentando assim, sua rugosidade 47 .
A resistência à corrosão do Ti cp e suas ligas depende não só da concentração do flúor mas também, do pH do meio. Em condições ácidas, o íon flúor forma ácido fluorídrico que inibe as bactérias orais mas, na concentração maior que 30 ppm, resulta na destruição do filme passivador 55. Muitos estudos in vitro têm demonstrado corrosão
no Ti cp em agentes profiláticos contendo flúor 11,62,85. Huang 28 cita
que, é importante verificar a resistência à corrosão na presença de íons fluoreto, uma vez que são encontrados em dentifrícios e
enxaguatórios orais utilizados na prevenção de cáries. Géis e enxaguatórios orais, contém flúor variando entre 0,1% (1000 ppm) à 1% (10.000 ppm), com pH entre 3,5 e neutro, existindo portanto, a possibilidade de afetar a camada de óxido protetora 21. Esses íons, são
bastante agressivos principalmente ao titânio e suas ligas, devido à formação de complexas moléculas de titânio-fluoreto muito estáveis e solúveis, ou seja, os íons flúor podem formar um complexo solúvel com íons titânio derivados da camada de óxido 27.
A longevidade das próteses sobre implantes depende não somente da osseointegração, mas também da integridade e saúde dos tecidos periimplantares circunjacentes 59. Para isso, regulares
consultas de manutenção profissional são necessárias onde, utilizam-se instrumentos manuais, como curetas plásticas ou pontas de fibra de carbono no intuito de minimizar os danos à superfície do titânio 49,
escovas ou taças de borracha com pastas abrasivas girando em baixa rotação e ainda, a utilização de aparelhos de profilaxia que combina ar/água/bicarbonato de sódio. Esses aparelhos têm sido recomendados na manutenção de implantes para limpar superfícies supra ou subgengivais, ou para desintoxicação durante procedimentos cirúrgicos no tratamento da periimplantite 3,33. Seu potencial abrasivo
no esmalte é insignificante 75 porém, na dentina, exercem abrasão.
Vários autores 32,52,54 têm demonstrado que a utilização do jato
abrasivo sobre a superfície dos materiais restauradores produz alteração, deixando-a mais rugosa em função do tempo e do material
utilizado. Similarmente, podem levar a alterações na superfície do titânio 84 podendo, promover organização e crescimento do biofilme
bacteriano. Esses procedimentos profiláticos têm sua importância, visto que, os implantes de titânio podem acumular mais placa bacteriana que os dentes naturais devido à sua alta energia livre de superfície, com 25 vezes mais aderência bacteriana inicial 66. Além
disso, uma das causas mais comuns de insucesso dos implantes é a periimplantite, a qual é proveniente, na maioria das vezes, da colonização do implante exposto ou da superfície do abutment, por bactérias orais patogênicas em associação com perda óssea peri-implantar e, inflamação. Entretanto, esses procedimentos profiláticos complementares não devem e, não podem danificar a superfície do titânio, pois, segundo Olefjord 58 uma superfície rugosa sofre mais
ataques por pites que uma superfície polida e, ainda, influenciam na aderência bacteriana inicial, podendo promover o crescimento e organização de biofilme, facilitando assim, a instalação de infecção dos tecidos periimplantares, como a mucosite e periimplantite 74.
Existem muitos fatores de riscos relatados para periimplantite, incluindo pobre higiene oral, profundidade da bolsa periimplantar e rugosidade de superfície do componente transmucoso do implante 68.
A rugosidade, é um importante fator na adesão e extensão da colonização bacteriana 53 e pode ser alterada pela corrosão do titânio
ocasionada pela ação dos fluoretos nos implantes expostos na cavidade oral 76, podendo levar a um maior acúmulo de placa
bacteriana assim como, o jateamento com bicarbonato de sódio talvez contamine a superfície do titânio podendo alterar sua camada de óxido protetora e, então aumentando a possibilidade de corrosão 60 e, talvez
sua rugosidade. A dissolução do titânio, segundo Khan et al 34 leva à
ocorrência de uma superfície totalmente rugosa no mesmo, devido à destruição da camada protetora de óxidos e à ocorrência de fendas e asperezas resultantes da degradação. Esse aumento da rugosidade superficial do titânio após sofrer processo corrosivo, propicia maior acúmulo de placa 22.
A aderência bacteriana à biomateriais têm sido relacionada a fatores como energia livre de superfície 94, composição química e
atributos físicos como, irregularidades de superfície e rugosidade do material 5,19,20. Estudos clínicos têm relatado uma positiva correlação
entre rugosidade de superfície de abutments de titânio e o grau de maturação de placa supra e subgengival. A colonização inicial ocorre com mais facilidade no fundo das irregularidades de superfície tornando difícil a remoção completa da placa desses sulcos e pites, o que facilita o reacúmulo 63,64. Se o acúmulo de placa ocorrer e,
permanecer por um período de tempo, uma inflamação ao redor do implante se inicia rapidamente, podendo facilmente alcançar o osso, causando reabsorção, e ao fracasso da osseointegração.
Considerando que, procedimentos profiláticos podem levar à alterações na superfície do titânio predispondo a uma maior
degradação e acúmulo de placa, o presente estudo avalia, simulando uma média de utilização por 5 anos em meio oral, a influência do flúor contido em dentifrícios e enxaguatórios bucais (1500 ppm) e do jateamento profilático com bicarbonato de sódio, na rugosidade de superfície e aderência do Streptococcus mutans ao Ti c.p e liga Ti6Al4V. Os CP utilizados, possuíam acabamento metalográfico industrial sendo suas rugosidades similares à abutments comercializados por algumas empresas (Ra = 0,2 µm) 9,41,42,65,82. Essa comparação possui
relevância, pois segundo Sawase et al 82 abutments fabricados por
diferentes empresas possuem diferentes topografias e rugosidades de superfície.
2.
REVISÃO DE LITERATURA
2.1. FLUORETOS
Campus et al 14, em estudos experimentais, clínicos e
epidemiológicos demonstraram que a ação tópica dos íons fluoretos é o fator de maior importância na prevenção de cáries. Os fluoretos inibem a desmineralização, aumentam a remineralização e inibem a formação da placa bacteriana. Provavelmente continuarão sendo utilizados em muitos países, devido a importância dos dentifrícios fluoretados como método eficaz de aplicação de fluoretos com boa relação custo X benefício.
Lausmaa et al em 1985 40, Bosker em 1986 11, e Schutz &
Thomas em 1987 80, acharam que somente aumento ppm de flúor
poderia destruir a camada de óxido protetora do titânio.
Siirilä e Könönen em 1991 85, investigaram o risco de corrosão
em abutments de titânio grau I, pelo uso prolongado de fluoretos preventivos (dentifrícios e vernizes), associados à escovação. Através do MEV, mostraram que a ação abrasiva da escovação pareceu ser um significativo fator de deteriorização para a superfície do titânio e, que o uso controlado dessas substâncias não promoveu degradação
marcante na superfície deste material sendo esta, superficial e transitória mas, recomendaram evitar exposições prolongadas à alta concentração de flúor tópico. De acordo com os autores, quando em ambiente oral, os produtos da corrosão e os íons flúor seriam rapidamente eliminados e diluídos pela saliva, bem como pela ingestão de líquidos ou outros alimentos.
Pröbster em 1992 62 analisaram através do MEV e rugosímetro,
as alterações de superfície em amostras de Ti cp grau 2 , causadas por fluidos e géis profiláticos contendo diferentes concentrações de flúor e pH. Concluíram que o pH é o fator mais determinante que a presença do flúor, no processo corrosivo.
Similarmente, Toumelin-Chemla et al em 1996 93 em um estudo
de análise voltamétrica, analisaram as propriedades corrosivas do gel fluoretado sobre o Ti cp e liga. Os autores encontraram uma excelente resistência à corrosão do titânio em soluções fisiológicas, porém quando o meio apresentava-se ácido e fluoretado, o processo de corrosão foi significantemente prejudicial às amostras, sendo que este processo inibe a formação da camada protetora de óxido de titânio.
Em 1998, Reclaru & Meyer 70 em um importante e ambicioso
estudo, investigaram a corrosão do titânio através de várias técnicas eletroquímicas em solução de saliva artificial Fusayama Meyer, onde foram adicionados fluoretos na concentração de 0,1% com o pH
variando de 3 à 6. Sugeriram que os íons flúor poderiam danificar a camada protetora da superfície do titânio, com o aumento da rugosidade superficial e o aparecimento de falhas em sua superfície. Eles não encontraram concenso com a literatura, com exceção da possibilidade do flúor ficar retido em áreas confinadas com pH abaixo de 3.5, quando a corrosão ocorreu.
Nakagawa et al em 1999 55, através de técnicas eletroquímicas,
desenvolveram um estudo que veio elucidar a relação entre a concentração do flúor e o pH, para que a corrosão do titânio ocorresse. Estabeleceram que, a partir da concentração de 0,05% NaF em pH 4 e, de 1,0% NaF em pH 6, a corrosão se inicia. Ou seja, verificou-se a corrosão do titânio em pouca concentração de NaF se o valor do pH for relativamente baixo e, em alta concentração de NaF, se o pH for alto. Em 2002, o mesmo autor 56 estudou em Ti cp, Ti6Al4V e Ti6Al7Nb,
comparando com ligas experimentais, a hipótese de um sinergismo entre a baixa concentração de oxigênio (presente nas áreas subgengivais) e a presença do flúor, na corrosão o titânio. Sob baixa concentração de oxigênio dissolvido, o titânio e suas ligas, sofreram corrosão com a metade da concentração de flúor presente nos dentifrícios comerciais (453 ppm F) e, a relação entre a concentração do flúor e o valor do pH, para que a corrosão do titânio ocorresse mudou para pH 5.5 para 0,05% NaF e pH 6.5 para 1,0% de NaF.
Essa influência do pH na corrosão do titânio foi ratificada por Bayramoglu et al em 2000 7, que demonstraram o efeito do pH na
corrosão de ligas metálicas odontológicas e, por Koike & Fujii 35 em
2001, onde amostras em Ti cp fundido, foram imersos em soluções de ácidos orgânicos (ácido fórmico e ácido lático) em pH de 1.0 à 8.5, por 3 semanas à 370C. As amostras sofreram significante descoloração
macroscópica e a corrosão foi dependente quanto ao pH no ácido fórmico e relativamente dependente no ácido lático.
Lindholm-Sethson & Ardlin em 2008 43 também confirmaram
essa influência do pH na corrosão, em um teste de escovação com Ti cp grau 2 em soluçõescontendo 0,9% wt% NaCl com 0.0, 0.3, 0.6, e 1.0 wt% NaF , em pH 4.5 e 5.3. Foi utilizado em espectrofotômetro de absorção atômica para determinar a quantidades de titânio nas soluções dos testes de escovação. Após 2 min de escovação, nas soluções sem flúor, não foi encontrado titânio dissolvido.Nas soluções salinas neutras (pH maior 5.3) com flúor (0.3 -1.0 wt% NaF) pequena dissolução de titânio foi encontrada (0.0 – 1.0 µg/g). Mas, a quantidade de titânio aumentou significativamente em soluções ácidas (pH 4.5 em 0.3 wt% NaF) aumentando gradativamente com o aumento de NaF. Concluíram que a combinação de baixo pH e a presença de flúor é desfavorável para a estabilidade do titânio, levando à corrosão e dissolução para o meio ao redor.
Zavanelli et al em 2000 97, compararam e analisaram a fadiga à
corrosão em amostras de Ti cp e Ti6Al4V em diferentes meios de armazenagem: secos à temperatura ambiente, em saliva artificial (pH=7) e saliva artificial fluoretada (1000 ppm F ; pH=7), onde após a fratura, o número de ciclos foi registrado e a fratura analisada ao MEV. Os resultados revelaram que não houve diferença significativa entre as amostras à temperatura ambiente, mas quando as soluções estavam presentes, o tempo de fadiga foi significativamente reduzido, provavelmente devido à produção de pites de corrosão causados por reações superficiais. Não houve diferença significativa entre os tempos de fadiga nos dois metais testados A solução fluoretada foi o maior agente agressor, mas não houve diferença significativa entre a solução fluoretada e saliva artificial para ambos os metais, em relação ao tempo de fadiga à corrosão.
Harzer et al em 2001 23 em estudo in vivo, acompanharam 18
pacientes, afim de avaliar a reação de superfície de braquetes de titânio frente às condições do ambiente bucal, com a utilização periódica de soluções contendo flúor (escovação com dentifrício fluoretado). Doze meses após a colagem, os braquetes de titânio encontravam-se mais escurecidos que originalmente. Na avaliação microscópica, observou-se um baixo índice de fissuras ou trincas mesmo após exposição às soluções fluoretadas. Este fato ocorreu provavelmente, pela ação contínua da saliva, água e alimentos, diluindo a concentração de íons flúor disponível. Deste modo, a utilização de braquetes de titânio em
combinação com a aplicação de soluções fluoretadas ácidas, como por exemplo os dentifrícios, chás e géis para aplicação tópica, não comprometeu a longevidade dos mesmos, não sendo constatada corrosão considerável da superfície do titânio.
Kuphasuk et al em 2001 37, compararam através de técnicas
eletroquímicas de polarização a resistência à corrosão de seis metais a base de titânio em solução Ringer. Os resultados revelaram a maior resistência à corrosão do Ti cp.
Huang em 2002 26, através do método de impedância
eletroquímica, analisou a ocorrência de corrosão em amostras de Ti cp imersas em soluções de 1% de NaCl com várias concentrações de flúor em pH 6, associado a teste de força de tensão onde concluíram que a camada de óxido protetora foi destruída a partir da concentração NaF de 0,1%, resultando na formação do complexo Na2TiF6, independente
da força de tensão aplicada. No MEV, observaram imagens que revelaram aparência de deformação plástica, a partir da aplicação de força de tensão de 5%. O mesmo autor em 2005 29 também através do
método de impedância eletroquímica, analisou a corrosão em amostras polidas e fundidas, da liga Ti6Al4V em contato com saliva artificial com várias concentrações de flúor, em pH=5, simulando ação do flúor nos enxaguatórios bucais e/ou dentifrícios. Concluíram que o filme passivador, assim como no Ti cp, foi destruído quando a concentração
de NaF foi maior que 0,1%, identificando também a formação do complexo Na2TiF6.
Sartori et al em 2005 76, em uma revisão de literatura concluíram
que a utilização de fluoretos ácidos tópicos pode levar a muitos efeitos colaterais notáveis, os quais prejudicam fortemente a durabilidade de implantes dentais e de próteses metálicas a base de titânio, presentes na cavidade oral. Acrescentam ainda que, deve-se levar em consideração fatores como pH e concentração de flúor nas pastas dentais, os quais influenciam no processo de corrosão do titânio, assim como o tempo em que a cavidade oral permanece com um pH ácido e a capacidade tampão da saliva.
Mabilleau et al47 em 2006, investigaram através da microscopia
de força atômica e MEV, os efeitos dos íons flúor, água oxigenada, ácido
lático e da aderência de células da linha dos macrófagos e
Streptococcus Mitis na rugosidade de superfície do Ti cp grau 2. As
amostras foram armazenadas por 9 dias em soluções com diferentes concentrações de NaF (0,5% e 2,5%) e água oxigenada (0,1% e 10%) e/ou ácido lático (pH 4.5) onde, medidas de rugosidade (Ra) foram
obtidas pela média de 6 medições em cada cp, antes, no terceiro, sexto e nono dia de armazenagem. Após esse período, as amostras foram submetidas à aderência bacteriana por 21 dias. Após a armazenagem, o grupo controle em saliva atificial com pH 5.3 não sofreu alteração, porém em todos os outros grupos testes, houve aumento da rugosidade
superficial ao longo do tempo, com maior rugosidade encontrada no grupo de NaF 2,5% e no grupo NaF 0,5%, H2O2 0,1% e pH 4.5,
sugerindo ter sido provocado pela corrosão. Após a aderência bacteriana, as rugosidades aumentaram significativamente. Ao MEV e MFA, foram encontrados sinais de corrosão em todos os grupos testes.
Roselino Ribeiro et al em 2007 73 simularam 5 anos de uso
contínuo de produto de higiene oral com fluoreto de sódio contendo 1500 ppm de flúor em pH 6.8 onde amostras de Ti cp foram imersas por 184 horas. O objetivo foi avaliar o efeito do meio fluoretado nas propriedades mecânicas do hexágono interno do implante/abutment, através da compressão, ciclo mecânico e caracterização metalográfica pelo MEV. Macroscopicamente, no grupo submetido ao flúor, os espécimes apresentaram perda do brilho e coloração enegrecida. Concluíram que a presença de íons fluoretos influenciam negativamente na resistência à fadiga na união implante/abutment e, a fratura ocorreu antes de atingir o número mínimo de ciclos estabelecidos nesse estudo. O MEV evidenciou corrosão por pites, o que confirma a ação dos fluoretos na superfície do titânio.
2.2 . JATEAMENTO COM BICARBONATO DE SÓDIO
Lima & Verri em 1984 41, analisaram os efeitos da aplicação de
bicarbonato de sódio sob pressão, no tratamento básico periodontal e na remoção da placa bacteriana, utilizando o aparelho Profident
(Dabi-Atlante). De acordo com os resultados, concluíram que este método é efetivo para remoção de placa bacteriana, inclusive nas superfícies interproximais. É eficaz nas fases de tratamento periodontal básico e indicado nos programas de prevenção para limpar as superfícies dos dentes antes da aplicação de flúor.
Barnes em 1991 6, determinou o efeito do jateamento abrasivo
em várias superfícies de implantes. A análise em fotomicrografias no MEV, não revelou nenhuma diferença entre superfícies pré-tratadas e pós-tratadas.
Meschenmoser A. et al em 1996 51 avaliaram os efeitos de
diferentes curetas, ultrassom e jateamento com bicarbonato de sódio em superfície de abutments de titânio. Os resultados revelaram que as curetas de titânio, plásticas e o jateamento foram os que menos causaram danos às referidas superfícies. O mesmo resultado foi encontrado por Ramaglia et al em 2000 69 mas adicionou que , essas
instrumentações deixaram depósitos na superfície, as quais poderiam afetar, in vivo, o processo de cura do tecido.
Chairay et al em 1997 15 em um estudo in vitro comparativo,
avaliou os efeitos do jato de bicarbonato de sódio nas superfícies de pescoço e corpo de implantes dentais lisos e plasma spray. Após o jateamento, a superfícies do pescoço de implantes lisos foram os menos afetados, enquanto do corpo, foi o mais alterado. Em todos os
espécimes, a exposição de 5 seg ao jateamento, não provocou alterações. Uma exposição de 15 segundos, modificou a superfície de todos os espécimes. Os autores concluiram que os seguintes fatores podem afetar o impacto na superfície do implante: distância e angulação da ponta ao espécime, tempo de exposição, pressão do ar, tipo e configuração da partícula e a natureza da superfície.
No mesmo ano, Brookshire et al 12 avaliaram através do MEV e
inspeção visual, a alteração de superfície em abutments de Ti cp e liga Ti6Al4V quando submetidos à ação de pontas ultrassônicas e jateamento com bicarbonato de sódio por 25 segundos. Os resultados revelaram que não houve diferença significante na superfície, antes e após o jateamento e, que a superfície da liga Ti6Al4V pareceu mais homogênea e lisa que a do Ti cp.
Augthun et al em 1998 3 analisaram através do MEV, o efeito de
procedimentos de limpeza em três tipos de superfície de implantes: plasma spray, hidroxiapatita e superfície lisa. Os autores consideraram que o sistema de jateamento possui um bom compromisso na limpeza de superfície de implantes em sites de infecção. Mengel et al em 1998 50, também concordaram com essa
eficácia do jateamento mas, recomendaram seu uso com cautela devido ao risco de trauma do tecido periimplantar.
Resultados discordantes foram encontrados por Matarasso et al em 1996 49, em um estudo in vitro, que avaliou através de medições
em rugosímetro e MEV, as alterações de superfície no pescoço de implantes de titânio, subseqüentes a procedimentos profiláticos. Concluíram que o jateamento com bicarbonato de sódio, pontas ultrassônicas, curetas em aço inox e em titânio, não constituem métodos profiláticos eficazes por aumentarem a rugosidade de superfície na região analisada.
Shibli et al em 2003 84, avaliaram o número e a morfologia do
crescimento de fibroblastos em superfícies de abutments de titânio pré-fabricados, tratados com jateamento profilático de bicarbonato de sódio. Concluíram que esse tratamento reduziu significativamente o número de fibroblastos aderidos à essas superfícies, e que clinicamente esses achados indicam o uso desse sistema profilático em autments de titânio para remover biofilme bacteriano durante o tratamento de mucosite periimplantar ou manutenção, e que não diminui a biocompatibilidade dessas superfícies.
Silva et al em 2005 86, utilizaram 30 implantes em Ti cp com 3
diferentes níveis de rugosidades. Fizeram contaminação com S
Sanguis e, após, realizaram o protocolo de descontaminação para
periimplantite (Jateamento com bicarbonato de sódio por 1 minuto). Com o aumento da rugosidade de superfície, foi observado um aumento exponencial do número de células bacterianas. Após o protocolo de descontaminação (jato de bicarbonato por 1 min), não foi detectado bactérias viáveis na supefície examinada, indicando sua
utilização na fase de manutenção no tratamento com implantes osseointegrados.
2.3. ADERÊNCIA BACTERIANA
Quirynen et al em 1994 65 disseram que os valores de
rugosidade (Ra) da parte percutânia dos abutments variaram de 0,1 a
0,3 µm, o que está dentro da variação de esmalte polido e/ou materiais restauradores polidos.
Bollen & Quirynen em 1997 10 examinaram o efeito da
rugosidade de superfície dos abutments na aderência bacteriana e, o valor de Ra=0,2µm foi sugerido como o mínimo de rugosidade de superfície pois, abaixo desse valor, adesão bacteriana não foi reduzida. Esses resultados confirmaram àqueles encontrados pelos mesmos autores em 1996 67, em um estudo clínico de 12 meses, com objetivo
de comparar a colonização bacteriana supra e subgengival em 2 tipos de abutments com diferentes rugosidades (Ra = 0,06µm - cerâmica e
Ra = 0,21µm – Ti cp) onde a rugosidade Ra abaixo de 0,2µm não teve
maior impacto na adesão bacteriana.
Em 2006, Pier-Francesco et al 61 discordaram desses resultados
quando em um estudo in vitro avaliou a aderência da Porphyromonas
0,155 µm) e “rugosos” (Ra= 0,223 µm). Encontraram uma significante
redução na adesão bacteriana, em materiais ditos “muito lisos”.
Steinberg et al em 1998 89,investigaram a adesão do A.viscosus ,
Aa e P.gingivallis ao titânio e Ti6Al4V, cobertos com albumina ou
saliva humana. Os resultados mostraram que as bactérias orais possuem diferentes afinidades de adesão em titânio e em sua liga, aderindo mais à liga e, tanto a albumina quanto a saliva humana reduziu a adesão bacteriana. Os autores ainda afirmaram que implantes de titânio podem proporcionar um micro-ambiente único na cavidade oral para a colonização bacteriana, diferente daquele proporcionado pelos dentes naturais. Esta diferença pode ser devido às proteínas ricas em prolina e amilase salivar que são adsorvidas pelo titânio. Qualquer alteração na composição da película adiquirida pode afetar de maneira significativa a adesão dos microorganismos, como a redução da adesão bacteriana ao titânio na presença de albumina ou saliva sobre a superfície do biomaterial.
Sawase et al em 2000 82, avaliaram as características de
superfície através da rugosidade e composição química de 5 tipos de
abutments: Branemark, Astra, IMZ, Steri-oss e POI. Os resultados
revelaram variações na topografia e composição química de acordo com o processo de fabricação e armazenagem.
Quirynen et al em 2002 68, relataram vários fatores de riscos
para periimplantites, incluindo pobre higiene oral, aprofundamento da bolsa periimplantar e rugosidade de superfície do componente transmucoso do implante. Esses fatores de riscos associados com periimplantite parecem estar relacionados com a composição da flora bacteriana ao redor do implante e com a capacidade de adesão bacteriana ao material do implante. O MEV claramente revelou que a colonização inicial em superfícies duras intra-orais começa nas irregularidades de superfície.
Scarano et al em 2004 78, em um estudo in vivo caracterizou
através do MEV, a porcentagem de superfície coberta por bactéria em discos de Ti cp e de zircônia com rugosidades similares. Asuperfície de zircônia mostrou uma significante redução de bactérias em relação ao Ti cp, sugerindo que materiais diferentes com mesma rugosidade, podem ter diferentes aderências bacterianas. O mesmo resultado foi encontrado por Barbour et al em 2007 4 quando fizeram análise de
superfície através da MFA, MEV e rugosímetro óptico em abutments standard da Nobel Biocare após dois protocolos de polimento. A colonização bacteriana foi feita com S mutans e Actinomyces
naeslundii. Valores de rugosidades em superfícies polidas e não
polidas foram todas na faixa de 0,2 µm, dito anteriormente ser o limite do Ra. Observaram diferentes coberturas bacterianas em superfícies de
da bactéria pode ser afetada pela hidrofobicidade da sua superfície celular e pela energia livre de superfície do abutment de titânio.
Similarmente, Jeyachandran et al em 200630 através da análise
no MEV e MFA, observaram a ocorrência de variados graus de aderência bacteriana em superfícies com mesma topografia mas com composições químicas diferentes.
Sartori em 2006 77 disse que a rugosidade superficial aumenta a
colonização da placa por muitos mecanismos, os quais incluem um aumento na área global disponível para colonização e o efeito de abrigo nas irregularidades, que protegem a bactéria das forças de remoção, e ao mesmo tempo permite estabelecer uma ligação menos reversível com a superfície.
Correa et al em 2009 18, ao avaliarem macroscopicamente e pelo
MEV, a influência da fadiga e do processo corrosivo causado pelo flúor na concentração presente em dentifrícios e enxaguatórios orais na aderência do S.mutans à implantes parafusados em seus abutments , verificaram um perda de brilho e maior aderência bacteriana nas amostras expostas ao flúor, sendo que esta, localizou-se na união implante/abutment .
3- OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GERAL
Avaliar a influência de soluções fluoretadas utilizadas diariamente (1500 ppm) em um pH 5.5 e do jateamento profilático com bicarbonato de sódio, na superfície do Ti cp grau 2 e liga Ti6Al4V.
3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Avaliar a influência dos meios fluoretados e do jateamento profilático com bicarbonato de sódio, na rugosidade de superfície do Ti cp e liga Ti6Al4V, utilizados em fundições de próteses removíveis, casquetes metálicos e subestruturas de próteses sobre implantes bem como em abutments pré-fabricados, simulando sua utilização por 5 anos em ambiente oral.
b) Avaliar por imagem a topografia superficial do Ti cp e da liga Ti6Al4V.
4. METODOLOGIA
4.1. CORPOS DE PROVA
Para esse estudo, foram utilizados 60 CP pré-fabricados, em Ti cp (grau 2), de acordo com a norma ASTM F 67 2(Tab.1) e 60 CP em
liga Ti6Al4V (grau 5), de acordo com a norma ASTM F 136 3 (Tab 1),
fornecidos pela empresa SIN - Sistema de Implantes (Jardim Anália Franco, São Paulo, Brasil), em forma de discos, medindo 5 mm de diâmetro e 3 mm de espessura (Fig. 1a e 1b). Cada material (N=60) foi dividido em 4 grupos (n=15) G1, G2, G3 e G4, de acordo com diferentes soluções de armazenamento e/ou tratamento utilizados (Tab. 2). Os CP, embalados individualmente, tiveram seus pacotes numerados aleatoriamente de 1 a 60, onde o G1 foi composto das amostras de 1 a 15, o G2 de 16 a 30, o G3 do 31 a 45 e o G4 do 46 a 60.
a
b
Fig 1a e 1b – Embalagens dos corpos de prova em Tic.p (a) e liga Ti6Al4V (b)Tabela 1. Composição do Ticp e suas ligas (porcentagem de peso)
Titânio N C H Fe O Al V Ti
cp grau I 0,03 0,10 0,015 0,02 0,18 0 0 balance
cp grau II 0,03 0,10 0,015 0,03 0,25 0 0 balance
cp grau III 0,03 0,10 0,015 0,03 0,35 0 0 balance
cp grau IV 0,03 0,10 0,015 0,05 0,40 0 0 balance
liga Ti-6Al-4V 0,05 0,08 0,015 0,30 0,20 5,5- 6,75 3,5 - 4,5 balance
liga Ti-6Al-4V ELI 0,05 0,08 0,012 0,10 0,13 5,5- 6,50 3,5 - 4,5 balance
Nota: Dados da ASTM 2,3
Tabela 2. Divisão dos corpos de prova por grupos de armazenagem
GRUPOS Ti cp (N=60) Ti6Al4V (N=60) Grupo 1 (Saliva artificial pH=7.0) G1Ti (n=15) G1L(n=15) Grupo 2 (Saliva fluoretada 1500
ppm pH=5.5) G2Ti (n=15) G2L (n=15) Grupo 3 (Jateamento Bicarb. de
sódio) G3Ti (n=15) G3L (n=15)
Grupo 4 (Jateamento + Saliva
fluoretada) G4Ti (n=15) G4L (n=15)
Para assegurar a análise sempre da mesma superfície, foi feito um risco com disco de carburundum em uma das superfícies, inutilizando-a.
4.2. ANÁLISE INICIAL DAS SUPERFÍCIES
A análise inicial das superfícies dos CP consistiu na medição de suas rugosidades de superfície através do Rugosímetro eletro-mecânico TR 200, fabricante Time Group Inc. (Estados Unidos). O
parâmetro Ra foi o escolhido para a avaliação da rugosidade (em µm), o qual é definido pela norma ABNT NBR 6405-1985 que, no Brasil, define os conceitos de rugosidade superficial. Para padronização das leituras, utilizou-se filtro Gauss que tem como função separar as ondulações e desvios macro-geométricos da rugosidade e, segundo literatura técnica, apresenta resultados mais fidedignos, um cut-off de 0.25 selecionado a partir do valor inicial da rugosidade dos CP, de acordo com o manual do fabricante, sendo a freqüencia mínima que são analisadas pelo filtro, número de cortes = 5 e Ranger automático, como mostra a figura 2. Foram capturadas imagens em Microscópio Biológico binocular com câmera digital, modelo TNB-02B-PL , fabricante Opton (China), em aumento de 200 X.
Figura 2. Visão aproximada do Rugosímetro regulado
Cada CP foi submetido a 3 medições de rugosidade, seguindo um direcionamento aleatório em forma de cruz (A e B) e, uma diagonal também aleatória entre elas (C), conforme a figura 3, sendo o valor médio da rugosidade para cada cp, em µm, obtido pela média aritmética dessas 3 medições.
Figura 3. Trajetórias de leitura do rugosímetro para medição da rugosidade de superfície.
Figura 4. Posicionamento do rugosímetro em relação ao corpo de prova.
Figura 5. Dispositivo posicionador do corpo de prova para leitura no rugosímetro
4.3. JATEAMENTO COM BICARBONATO DE SÓDIO
Os CP dos grupos G3Ti, G4Ti, G3L e G4L, foram submetidos a um jateamento prévio com bicarbonato de sódio, utilizando-se o aparelho Profi II Dabi Atlante (Ribeirão Preto, S.P, Brasil). O jateamento foi executado por um mesmo operador, a uma distância padronizada de 5 mm, angulação de 90o em relação ao CP, e um tempo
de aplicação de 10 segundos (60 psi). Essa padronização foi conseguida através da utilização de uma matriz posicionadora confeccionada em resina acrílica, onde nesta, havia encaixe perfeito para a ponta do jateador e para o CP. Esses parâmetros de jateamento foram estabelecidos seguindo recomendações obtidas na literatura. O tempo de jateamento utilizado neste trabalho (10 segundos) foi sedimentado através de estudos realizados por Cooley et al. 1986 16 e
Lubow & Cooley, 1986 45 os quais verificaram que com apenas 5
segundos de aplicação do jato com bicarbonato de sódio, a rugosidade superficial em resinas compostas aumenta, e quanto maior o tempo de aplicação maior a rugosidade. A angulação em 900, da saída do jato de
bicarbonato, em relação à superfície do CP foi escolhida uma vez que clinicamente são evitadas injúrias ao tecido gengival não direcionando o jato para este e sim realizando o jateamento perpendicular à superfície dental ou direcionado para a oclusal em uma angulação de 450 a 900 57.
Figura 6. Matriz acrílica posicionadora para o jateamento do corpo de prova
Um tempo hipotético de 10 segundos de jateamento foi padronizado nesse estudo, no intuito de simular a média de tempo de profilaxia de uma determinada área do elemento dentário. Logo após, os CP foram lavados em água corrente por 30 segundos e limpos em cuba ultrassônica com água destilada por 5 minutos, e a seguir, secos com jatos de ar.
4.4 - ARMAZENAMENTO DOS CORPOS DE PROVA
De acordo com o preconizado por Siirilä e Könönen 85(1991), foi
realizado um modelo que simulasse as condições clínicas de utilização dos fluoretos por um período de 5 anos, onde os CP em Ti cp e Ti6Al4V foram armazenados em saliva artificial fluoretada pH 5.5 por 184 horas (7,5 dias). Como grupo controle, foi utilizada saliva artificial pH 7.0. Os CP dos grupos G1, G2 e G4 foram inteiramente imersos e individualmente armazenados, à temperatura ambiente, em frascos de vidro âmbar (Fig. 7) numerados e fechados, contendo 10 ml de solução
(Tab. 3), tentando simular a concentração de flúor obtida em enxaguatórios orais e dentifrícios fluoretados. As soluções foram confeccionadas pela Farmácia Universitária da Universidade Federal Fluminense, (Tab. 4) trocadas a cada 12 horas e, os CP submersos, lavados em água corrente durante um intervalo de 30 segundos, antes de serem repostos na solução trocada. Após esses referidos armazenamentos, os CP foram submetidos a uma lavagem final em água corrente e posteriormente secos com jatos de ar para análise final.
Tabela 3. Soluções de armazenamentos/tratamentos dos corpos de prova
GRUPOS DE ARMAZENAMENTO Grupos Soluções e Tratamentos 1(G1Ti/GL) Saliva artificial (pH 7.0)
2(G2Ti/GL) Saliva artificial fluoretada (pH 5.5) 3(G3Ti/GL) Jateamento com Bicarbonato de sódio 4(G3Ti/G2L) Jateamento + Saliva artificial Fluoretada (pH 5.5)
Figura 7. Frasco em vidro âmbar utilizado para o armazenamento individualizado dos corpos de prova.
Tabela 4. Composição química das soluções de armazenamento
4.5. ANÁLISE FINAL
A análise final dos CP consistiu na medição de sua rugosidade de superfície, em µm, nos mesmos parâmetros da análise inicial. Imagens das superfícies foram capturadas em MO e, por um MEV, modelo FEI Quanta 400, em aumentos de 500 e 2000 X.
SALIVA ARTIFICIAL pH=7.0 SALIVA ARTIFICIAL FLUORETADA pH=5.5 Sorbitol 17,15 ml 17,15 ml Carboximetilcelulose 6 g 6 g Cloreto de Sódio 0,86 g 0,86 g Cálcio 0,313 g 0,313 g Cloreto de Potássio 0,6 g 0,6 g Nipagin 0,8g 0,8 g Hiperol 0,2g 0,2 g Água destilada qsp 1000 ml qsp 1000 ml Fluoreto de Sódio X 0,33%
4.6. ADERÊNCIA BACTERIANA
Após os referidos armazenamentos, jateamento com bicarbonato de sódio e seus respectivos registros finais de rugosidade de superfície, amostras de Streptococcus mutans (ATCC 25.175) foram semeadas em tubos de ensaio contendo Caldo TSB e incubadas a 37ºC/24h.(Fig. 8)
Figura 8. Tubos de ensaio com Caldo TSB
Alíquotas de suspensão microbiana foram dispensadas em 8 tubos de ensaio contendo Caldo TSB com adição de glucose a 1% e nominados como : T1, T2, T3, T4 (Titânio c.p) e, L1, L2, L3, L4 (Liga Ti6Al4V) conforme figura 9.
Os corpos de prova foram previamente esterilizados e, introduzidos nos referidos tubos com a utilização de pinça clínica estéril e levados à incubação a 37ºC/24h, quando foram então, retirados dos tubos de ensaio e lavados em PBS (solução salina tamponada). Em seguida, foram levados a tubos de ensaio contendo micropérolas de vidro + 1 ml de PBS (Fig. 10) e agitados por 60 segundos em agitador da marca Phoenix (Fig. 11)
Figura 10. Tubos de ensaio com micropérulas de vidro
A suspensão microbiana (100µl) foi diluída em 900µL de PBS em placas de 24 orifícios (Fig. 12) e plaqueadas em spots triplos equivalentes a 10µl nas superfícies de placas de TSA.
Figura 12. Diluição da suspensão bacteriana
Paralelamente, eppendorfs (Fig. 13) foram pesados vazios (peso seco) para posterior pesagem com adição de 300µl de suspensão microbiana de cada tubo individualmente. As placas de TSA foram levadas à incubação a 37ºC/24h para posterior leitura dos resultados.
A análise estatística foi executada pelo programa S-Plus 8.0. Todos os resultados foram expressos em média + desvio padrão. Para comparação das variáveis numéricas em 2 grupos, foi utilizado teste t-student e em mais de 2 grupos, o teste ANOVA, considerando significância estatística quando p-value < 0,05 .
5. RESULTADOS
5.1. RUGOSIDADE DE SUPERFÍCIE
Quanto aos materiais, tanto o Ti cp quanto a liga Ti6Al4V, apresentaram uma diminuição estatísticamente significante de suas rugosidades de superfície, após as referidas armazenagens e/ou tratamentos de jateamento, com exceção do grupo G3L (Grupo do jateamento com bicarbonato de sódio na liga) em que a diminuição não foi estatísticamente significante. Observou-se também que, no Ti cp não houve significante diferença estatística entre as diminuições das rugosidades nos grupos G1, G2 e G3 (saliva artificial, saliva fluoretada e jateamento), sugerindo que esses diferentes meios agiram similarmente na rugosidade de superfície deste material. No entanto, os CP que foram previamente jateadas ao armazenamento em saliva artificial fluoretada (G4), revelaram uma maior diminuição de suas rugosidades de superfície.
Na liga Ti6Al4V, não houve diferença estatística significativa entre as diminuições das rugosidades nos grupos G1, G2 e G4 (saliva artificial, saliva fluoretada, jateamento + saliva fluoretada). No G3 (jateamento), a diminuição da rugosidade não teve significância estatística.
Tabela 5. Médias de rugosidade Ra em µm antes e após as armazenagens e/ou tratamentos, e sua variação (desvio padrão) no Ti cp e liga Ti6Al4V.
G1 G2 G3 G4 Grupo -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 D ifer enc a.T i.c p
Grafico 1. Comparação entre as variações das médias de rugosidade, (µm) antes e após os armazenamento e/ou jateamento do Ti cp, nos 4 grupos.
Titânio c.p Ti6Al4V
Ra
(antes) (depois) Ra Variação(d.p) (antes) Ra Ra (depois) Variação(d.p) G1 (Saliva artificial) 0,203 0,122 0,080(0,067) 0,224 0,073 0,151(0,075) G2 (Saliva fluoretada) 0,185 0,11 0,075(0,044) 0,194 0,075 0,118(0,136) G3 (Jateamento) 0,228 0,166 0,061(0,070) 0,081 0,067 0,014(0,051) G4(Jateamento+Sal.fluoret.) 0,264 0,083 0,180(0,085) 0,141 0,066 0,074(0,064)
G1 G2 G3 G4 Grupo -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 D ifer enc a.T i
Gráfico 2. Comparação entre as variações das médias de rugosidade (µm) antes e após os armazenamento e/ou jateamento da liga Ti6Al4V, nos 4 grupos.
Quanto à ação dos diferentes meios e/ou jateamento na rugosidade de superfície do Ti cp e da liga Ti6Al4V, os resultados revelaram que a armazenagem em saliva artificial promoveu uma
maior diminuição de rugosidade na liga Ti6Al4V que no Ti cp, com diferença estatísticamente significante.
-0 .2 5 -0 .2 0 -0 .1 5 -0 .1 0 -0 .0 5 0 .0 Ti C.P. Liga Ra
Grafico 3. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, antes e após as armazenagem em saliva artificial (G1).
A armazenagem em saliva fluoretada (G2) provocou uma maior diminuição da rugosidade na liga Ti6Al4V que no Ti cp, sendo essa diferença não significante estatísticamente.
-0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0 Ti C.P. Liga Ra
Grafico 4. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, antes e após as armazenagem em saliva artificial fluoretada (G2).
O jateamento com bicarbonato de sódio isoladamente (G3) e com posterior armazenamento em saliva artificial fluoretada (G4) agiu diminuindo mais a rugosidade do Ti cp que na liga Ti6Al4V, com diferença estatísticamente significante.
-0 .1 5 -0 .1 0 -0 .0 5 0 .0 0 .0 5 0 .1 0 Ti C.P. Liga Ra
Grafico 5 – Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, antes e após o jateamento com bicarbonato de sódio (G3) -0 .3 -0 .2 -0 .1 0 .0 Ti C.P. Liga Ra
Grafico 6. Comparação entre as variações das médias de rugosidade do Ti cp e liga Ti6Al4V, antes e após o jateamento com bicarbonato de sódio seguido do armazenamento no Flúor (G4).
5.2. ADERÊNCIA BACTERIANA
Os Resultados da aderência bacteriana foram expressos em unidades formadoras de colônias (UFC) e, a tabela a seguir (Tab. 5) as relaciona com a média de variação das rugosidades de superfície.
Tabela 6. Escores da maior para a menor aderência do S.mutans (UFC/mg) ao Ti cp e ao Ti6Al4V, relacionado-as com as variações das rugosidades de superfície após os armazenamentos e/ou jateamento.
Escores Grupo Variação Colônias
1 G3L - Ti6Al4V pós jateamento 0,014µm 5,16 X 104 UFC/mg
2 G1Ti - Tic.p Saliva 0,080µm 5,1 X 104 UFC/mg
G4 L- Ti6Al4V jateamento +flúor 0,074µm 5,0 X 104 UFC/mg
3 G1L - Ti6Al4V na saliva 0,151µm 3,25 X 104 UFC/mg
4 G3Ti - Tic.p pós jateamento 0,061µm 3,16 X 104 UFC/mg
5 G2 Ti- Tic.p flúor 0,075µm 2,79 x 104 UFC/mg
G4 Ti - Tic.p jateamento+flúor 0,180µm 2,59 X 104 UFC/mg
5.3 – IMAGENS MICROSCOPIA ÓPTICA
Os aspectos micrográficos das superfícies, obtidos nas análises em microscopia óptica antes e após as armazenagens e/ou tratamentos revelaram que, a superfície usinada apresenta uma morfologia com ranhuras provocadas pelo processo de usinagem. Estas ranhuras, ou pequenas marcas superficiais formam estrias paralelas de larguras variáveis que pareceram ficar mais homogenizadas após os armazenamentos.
(a) (b)
Figura 14. Imagens M.O do Ti6Al4V antes (a) e após (b) o armazenamento em saliva artificial (G1)
(a) (b)
Figura 15. Imagens M.O do Ti6Al4V antes (a) e após (b) o armazenamento em saliva artificial fluoretada (G2)
(a) (b) Figura 16. Imagens M.O do Ti6Al4V antes (a) e após (b) o Jateamento com bicarbonato de sódio (G3)
(a) (b) Figura 17. Imagens M.O do Ti6Al4V antes (a) e após (b) o Jateamento com bicarbonato de sódio seguido do armzenamento em saliva fluoretada (G4).
(a) (b)
Figura 18. Imagens M.O do Ti cp antes (a) e após (b) o armazenamento em saliva artificial (G1)
(a) (b) Figura 19. Imagens M.O do Ti cp antes (a) e após (b) o armazenamento em saliva artificial fluoretada (G2)
(a) (b)
Figura 20. Imagens M.O do Ti cp antes (a) e após (b) o Jateamento com bicarbonato de sódio (G3)
(a) (b)
Figura 21. Imagens M.O do Ti cp antes (a) e após (b) o Jateamento com bicarbonato de sódio seguido do armazenamento em saliva fluoretada (G4).
5.4. MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA
Complementando os resultados, imagens em MEV foram capturadas, após as armazenagens, para a avaliação das superfícies em aumento de 500 X (a) e 2000 X (b).
(a)
(b)
Figura 22
.
Imagens em MEV liga Ti6Al4V após armazenamento em saliva artificial (G1)(a)
(b)
Figura 23
.
Imagens em MEV liga Ti6Al4V após armazenamento em(a)
(b) Figura 24. Imagens em MEV, liga Ti6Al4V após jateamento com bicarbonato de sódio (G3)
(a)
(b) Figura 25. Imagens em MEV, liga Ti6Al4V após jateamento com bicarbonato de sódio seguido de armazenagem em saliva fluoretada (G4).
(a)
(b)
Figura 26
.
Imagens em MEV, Ti cp após armazenamento em salivaartificial (G1)
(a)
(b)
Figura 27
.
Imagens em MEV, Ti cp após armazenamento em saliva artificial fluoretada (G2)(a)
(b) Figura 28. Imagens em MEV, Ti cp após jateamento com bicarbonato de sódio (G3)
(a)
(b) Figura 29. Imagens em MEV, Ti cp após jateamento com bicarbonato de sódio seguido de armazenagem em saliva fluoretada (G4).
6. DISCUSSÃO
Quando o titânio é utilizado em próteses dentais, em sua maioria, é coberto pela membrana mucosa (componentes transmucosos) ou revestido por material cerâmico ou resinoso. Entretanto, esses componentes transmucosos e até mesmo o pescoço do implante podem ficar expostos ao meio oral devido à retrações gengivais e/ou perimplantites e, além disso, existe uma crescente tendência de utilização do titânio em estruturas de próteses removíveis e como sub-estruturas fundidas apoiadas em implantes. Nestes casos, o metal fica exposto ao meio oral 83 e, sujeito aos efeitos da corrosão,
provenientes das reações eletroquímicas resultantes da interação entre o material metálico e o meio 37. O ambiente oral sendo tão variável em
relação à presença de umidade, flutuação da temperatura, pH e dieta, contribui para que ocorra a deteriorização em ligas metálicas. Campus et al 14 demonstraram que, a presença do flúor não é restrito ao tempo
de duração do procedimento de higiene oral. Após 24 horas sem utilização de produtos fluoretados, ainda foi encontrado significante concentração de flúor na saliva.
O presente estudo, utilizou os CP sem polimento adicional ao da fábrica pois, suas médias de rugosidade foram semelhantes à
abutments comercializados por algumas empresas (Ra=0,2µm)9,41,65,82
eliminando-se assim a variável polimento pois, segundo alguns autores 71,96, a preparação da superfície e tratamentos afetam a
dissolução e a corrosão do titânio. Podemos também correlacionar essas superfícies mais rugosas àquelas presentes em brackets ortodônticos em titânio. Segundo alguns autores 13,25,44,81, o
acabamento superficial é um dos fatores importantes para o desenvolvimento da corrosão por pite em materias metálicos.
De acordo com os resultados obtidos, foi observado uma significante diminuição na rugosidade de superfície em ambos os materiais (Ti c.p e liga Ti6Al4V) após os referidos armazenamentos e jateamentos, o que pode ser explicado pelo fato dessas soluções com pH tendendo à neutralidade, não terem sido agressivas o suficiente para formar pites, sugerindo então, a ocorrência de um processo de decapagem química dessas superfícies. Segundo Kuwahara 38 (1995),
a decapagem com soluções à base de ácido fluorídrico, permite a obtenção de superfícies mais estáveis, através de imediata oxidação dos sítios reativos que ficam expostos sobre a superfície de titânio quando submetido ao ataque do referido ácido. A solução ácida ataca a superfície em toda sua extensão, porém havendo uma prevalência nas áreas mais salientes onde há sítios mais reativos, não eliminando completamente as ranhuras provocadas pela usinagem. No presente experimento processo semelhante ocorreu, resultando em uma homogenização dessas superfícies. Ainda de acordo com Lamolle et al
39 (2009), a modificação da superfície do titânio quando exposta à 0,2%
de ácido fluorídrico (HF) é influenciada pelo tempo de exposição e pela topografia inicial de superfície.
Sendo assim, entende-se que, quanto mais agressivo o meio para o material, maior a diminuição da rugosidade de superfície e, portanto, maior sua homogenização. Este resultado foi semelhante ao encontrado por Harzer em 2001 23, em um estudo in vivo, que ao
analisar o efeito de dentifrícios fluoretados em superfície rugosas de brackets de titânio, observou através do MEV uma diminuição, embora não significativa, das profundidades das fendas após a utilização dos dentifrícios fluoretados, porém a largura das fendas aumentou significativamente, sugerindo uma homogenização da superfície. Não houve ocorrência de flúor dentro da fenda. Strietzel em 1998 91, comparando a corrosão do titânio em diferentes soluções,
pH, sistemas de fundição e laboratórios, encontrou uma pequena influência do polimento e sistemas de fundição quando comparados à acidos orgânicos ou valores de pH. Este resultado está de acordo com o presente estudo, em que o polimento não foi determinante para a ocorrência de uma deteriorização mais severa do titânio.
Resultados contraditórios, são encontrados na literatura em que, as rugosidades das superfícies aumentam quando em contato com saliva e com o flúor porém, em sua maioria, utilizam altas concentrações de flúor e/ou um baixo pH, levando à um processo de degradação no titânio 8,27,35,70,93. E, nos trabalhos em que esse
