Efeito in vivo da deposição de filmes de DLC com e sem nanopartículas de prata sobre liga de titânio para utilização em próteses articulares / Effect of Diamond Like Carbon film deposition with and without silver nanoparticles on titanium alloy to be used in joint prosthesis

RESUMO

Materiais de revestimento duros para melhorar as propriedades biotribológicas das próteses articulares, estão sendo foco de pesquisa há algum tempo. Vários tipos de filmes de carbono têm sido descritos relatando falhas e sucessos e também sugerindo a necessidade de mais pesquisas. Frente a isso, este trabalho teve o objetivo de avaliar as características estruturais e de neoformação óssea de filmes de carbono tipo diamante com e sem nano-partículas de prata (DLC e DLC-Ag, respectivamente), aplicados por plasma (PECVD) em liga de titânio (Ti-6Al-4V). Sessenta amostras de Ti-6Al-4V, foram dividas em três grupos nos quais 20 eram recobertas com filme de DLC, 20 com DLC-Ag e 20 sem recobrimento. Após a caracterização estrutural, as amostras foram fixadas bilateralmente no ângulo da mandíbula de 30 coelhos da raça Nova Zelândia. Após os períodos de 15 e 90 dias os animais foram eutanasiados e cinco amostras por grupo foram escolhidas aleatoriamente para a caracterização pós operatória e cinco para análise qualitativa e quantitativa da neoformação óssea. Os dados foram tratados estatisticamente, por análise descritiva e inferencial, mediante o teste paramétrico ANOVA dois fatores de medidas repetidas e quando foi necessário o teste de comparação múltipla de Tukey (p<0,05%). Verificou-se que os filmes de DLC e DLC-Ag apresentaram alta resistência elétrica e não sofreram grandes modificações em seu espectro Raman, após os períodos de 15 e 90 dias. Na análise histológica após o período de 15 dias, observou-se trabéculas ósseas imaturas proliferando do osso preexistente em direção à amostra e, por vezes, recobrindo parcialmente a superfície da mesma. No período de 90 dias foi difícil delimitar a área de osso neoformado do pre existente, apresentando-se com as características de osso maduro e organizado, abrangendo a interface quase na sua totalidade, na maioria dos casos. Isto foi observado nos três grupos, confirmando os resultados obtidos na análise, ...

ABSTRACT

Hard coating materials to improve the biotribologic properties of joint prostheses have been the focus of research for some time. Varioustypes of carbon films have been described, reporting failures and successes and also suggesting the need for more research. Because of that, the aim of this work was to evaluate the structural characteristics and biocompatibility of diamond-like carbon films with and without nano-particles of silver (DLC and DLC-Ag, respectively), applied by plasma (PECVD) on a titanium alloy (Ti-6Al-4V). Sixty samples ofTi-6Al-4V, were divided into three groups in which 20 were coated with DLC film, 20 with DLC-Ag and 20 without coating. After the structural characterization, samples were fixed bilaterally in the mandible angle of 20 rabbits of New Zealand race. After periods of 15 and 90 days the animals were euthanized and five samples per group were randomly assigned to postoperative characterization and five for qualitative and quantitative analysis of new bone formation. The datawere treated statistically, using descriptive and inferential analysis, byANOVA parametric test two factors for repeated measures and when necessary, the multiple comparison test of Tukey (p<0.05%). It has been found that the DLC and DLC-Ag films showed high electrical resistance and did not suffer significant changes in its Raman spectrum after periods of 15 and 90 days. Histological examination after 15 days showed proliferating immature bone trabeculae, from the preexisting bone in the direction of the sample and .and sometimes partially covering its surface. At 90 days it was difficult delineate the newly formed bone area of the preexisting. Mature and organized bone was seen within the interface, comprising almost its entirety, in most cases. This was observed in all groups, confirming the results obtained in the histomorphometric analysis, there was no statistically significant difference regarding the type of sample (p=0.347). When the time ...