Melhorando o desempenho de discos de titânio embalados por meio do tratamento com plasma atmosférico frio

Alves Júnior, Clodomiro

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

2025-05-05

Titanio (Ti)

Hemocompatibilidade

Implantes

Embora os implantes ósseos a base de titânio (Ti) já esteja clinicamente estabelecida, pesquisas contínuas estão sendo realizadas para avançar nos campos da osteointegração e resistência bacteriana, buscando melhorias adicionais nessas áreas. Neste estudo, apresentamos um método inovador para tratar superfícies de Ti dentro de embalagens hermeticamente fechadas. Discos de Ti em embalagens cirúrgicas, foram submetidos a tratamento usando plasma atmosférico a frio (CAP). As superfícies foram caracterizadas em termos de molhabilidade, estrutura cristalina e composição química. Análises de hemocompatibilidade foram realizadas utilizando sangue diluído em citrato de sódio (1:9) exposto a discos de Ti por 30 minutos dentro de um incubador de CO2 a 37 °C. Posteriormente, foram realizadas avaliações como hemograma (leucócitos, linfócitos, neutrófilos e hemácias), tempo de protrombina (PT), tempo de tromboplastina parcial ativada (APTT) e adesão de plaquetas. Análises microbiológicas também foram realizadas utilizando Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) por 4 horas a 37 °C. O tratamento com CAP resultou em uma redução no ângulo de contato sem causar alterações na estrutura cristalina. Não foram observadas diferenças estatísticas no hemograma. As amostras tratadas com plasma apresentaram valores de PT e APTT mais baixos em comparação com o grupo controle com diferenças significativas observadas. As avaliações de adesão plaquetária mostraram que as superfícies tratadas com CAP teve aumento na ativação das plaquetas, densidade de plaquetas e formação de trombos quando comparadas com as amostras não tratadas. Além disso, as superfícies tratadas demonstraram menor formação de colônias bacterianas em comparação com outras superfícies. Dessa maneira, o CAP demonstra ser uma estratégia promissora para otimizar implantes ósseos de Ti em ambientes clínicos.

Although titanium (Ti)-based bone implants are already clinically established, ongoing research is being conducted to advance the fields of osseointegration and bacterial resistance, seeking further improvements in these areas. In this study, we present an innovative method for the treatment of Ti surfaces in hermetically sealed packaging. Ti discs in surgical-grade packaging were treated with cold atmospheric plasma (CAP). The surfaces were characterized in terms of wettability, crystal structure, and chemical composition. Hemocompatibility analyses were performed using sodium citrate-diluted blood (1:9 ratio) exposed to Ti disks for 30 minutes in a CO2 incubator at 37 °C. Subsequent evaluations included complete blood count (leukocytes, lymphocytes, neutrophils, and erythrocytes), prothrombin time (PT), activated partial thromboplastin time (APTT), and platelet adhesion. Microbiological analyses were conducted using Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) incubated for 4 hours at 37 °C. CAP treatment reduced the contact angle without altering the crystalline structure. No statistical differences were observed in blood count parameters. Plasma-treated samples exhibited significantly lower PT and APTT values compared to the control group. Platelet adhesion assessments revealed that CAP-treated surfaces showed increased platelet activation, platelet density, and thrombus formation compared to untreated samples. Additionally, treated surfaces demonstrated reduced bacterial colony formation relative to untreated surfaces. Thus, CAP emerges as a promising strategy for optimizing Ti-based bone implants in clinical settings.