Modificación de la superficie de titanio mediante una monocapa autoensamblada de etilenglicol
La infección bacteriana representa una de las principales causas del fracaso de implantes dentales, que en su mayoría son de titanio. Esa infección bacteriana tiene como primer paso la adhesión de las bacterias a la superficie del material. Así, unas de las estrategias para evitar la adhesión bacter...
- Autores:
-
Cárdenas Mazo, Lideiner
Triana Correa, Juan Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2017
- Institución:
- Universidad Cooperativa de Colombia
- Repositorio:
- Repositorio UCC
- Idioma:
- OAI Identifier:
- oai:repository.ucc.edu.co:20.500.12494/45166
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12494/45166
- Palabra clave:
- Materiales biomédicos
Implantes dentales
TG 2017 ODO 45166
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La infección bacteriana representa una de las principales causas del fracaso de implantes dentales, que en su mayoría son de titanio. Esa infección bacteriana tiene como primer paso la adhesión de las bacterias a la superficie del material. Así, unas de las estrategias para evitar la adhesión bacteriana es mediante la modificación de su superficie, siendo una de estas técnicas las monocapas autensambladas (SAMs). Estas han sido utilizadas en diferentes materiales siendo el oro la superficie de referencia, donde se ha demostrado que SAMs de etilenglicol tienen propiendas antiadhesivas contra diferentes bacterias. Sin embargo, en titanio son escasos los estudios con SAMs además habiendo diferentes metodologías entre los cuales se incluye la aplicación o no de un tratamiento térmico. Por lo anterior los objetivos de este trabajaron fuero en primer lugar preparar SAMs de etilenglicol (EG-SAMs) en la superficie del titanio utilizando los protocolos reportados con y sin pos-tratamiento térmico y luego evaluar la formación de dichas SAMs por las técnicas de ángulo de contacto y espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS). Por la primera técnica, se evidencio el cambio del ángulo de contacto entre las superficies de titanio desnudo y las incubadas con el compuesto de etilenglicol independientemente de su concentración y de la existencia o no de un pos- tratamiento térmico. Según la técnica de caracterización XPS, se evidenció que la temperatura refuerza el enlace entre el compuesto de etilenglicol y la superficie de titanio, pero también debilita el enlace intra-molecular de dicho compuesto lo que puede originar la perdida de la monocapa, por lo que no se recomienda la aplicación de un tratamiento térmico en la producción de monocapas de etilenglicol sobre titanio. Este trabajo permitió establecer parámetros para la producción exitosa de monocapas autoensambladas de etilenglicol sobre titanio con la perspectiva de ser utilizadas como una nueva estrategia para evitar la periimplantitis inducida por placa dental. |
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Godoy-Gallardo M, Mas-Moruno C, Fernández-Calderón MC, et al. Covalent immobilization of hLf1-11 peptide on a titanium surface reduces bacterial adhesion and biofilm formation. Acta Biomater. 2014;10(8):3522- 3534. doi:10.1016/j.actbio.2014.03.026. Klinge B, Hultin M, Berglundh T. Peri-implantitis. Dent Clin North Am. 2005;49(3 SPEC. ISS.):661-676. doi:10.1016/j.cden.2005.03.007. Subramani K, Jung RE, Molenberg A, Hammerle CHF. Biofilm on dental implants: a review of the literature. Int J Oral Maxillofac Implants. 2009;24(4):616-626. doi:10.1111/j.1600-0501.2007.01341.x. Quirynen M, Abarca M, Van Assche N, Nevins M, Van Steenberghe D. Impact of supportive periodontal therapy and implant surface roughness on implant outcome in patients with a history of periodontitis. J Clin Periodontol. 2007;34(9):805-815. doi:10.1111/j.1600-051X.2007.01106.x. Campoccia D, Montanaro L, Arciola CR. A review of the biomaterials technologies for infection-resistant surfaces. Biomaterials. 2013;34(34):8533-8554. doi:10.1016/j.biomaterials.2013.07.089. Banerjee I, Pangule RC, Kane RS. Antifouling coatings: Recent developments in the design of surfaces that prevent fouling by proteins, bacteria, and marine organisms. Adv Mater. 2011;23(6):690-718. doi:10.1002/adma.201001215. Chang Y, Shih YJ, Ko CY, Jhong JF, Liu YL, Wei TC. Hemocompatibility of poly(vinylidene fluoride) membrane grafted with network-like and brush-like antifouling layer controlled via plasma-induced surface pegylation. Langmuir. 2011;27(9):5445-5455. doi:10.1021/la1048369. Mastrangelo F. Self-Assembled Monolayers (SAMs): Which Perspectives in Implant Dentistry? J Biomater Nanobiotechnol. 2011;2(5):533-543. doi:10.4236/jbnb.2011.225064. Tegoulia VA, Cooper SL. Staphylococcus aureus adhesion to self- assembled monolayers: effect of surface chemistry and fibrinogen presence. Colloids Surfaces B Biointerfaces. 2002;24(3-4):217-228. doi:10.1016/S0927-7765(01)00240-5. Ostuni E, Chapman RG, Liang MN, et al. Self-assembled monolayers that resist the adsorption of proteins and the adhesion of bacterial and mammaliancells.Langmuir.2001;17(20):6336-6343. doi:10.1021/la010552a. Hou S, Burton EA, Simon KA, Blodgett D, Luk YY, Ren D. Inhibition of Escherichia coli biofilm formation by self-assembled monolayers of functional alkanethiols on gold. Appl Environ Microbiol. 2007;73(13):4300- 4307. doi:10.1128/AEM.02633-06. Parreira P, Magalhaes A, Gonaçalves IC, et al. Effect of surface chemistry on bacterial adhesion, viability, and morphology. J Biomed Mater Res - Part A. 2011;99 A(3):344-353. doi:10.1002/jbm.a.33178. Schwartz J, Avaltroni MJ, Danahy MP, et al. Cell attachment and spreading on metal implant materials. Mater Sci Eng C. 2003;23(3):395-400. doi:10.1016/S0928-4931(02)00310-7. Gawalt ES, Avaltroni MJ, Danahy MP, et al. Bonding organics to Ti alloys: Facilitating human osteoblast attachment and spreading on surgical implant materials. Langmuir. 2003;19(1):200-204. doi:10.1021/la0203436. Viornery C, Guenther HL, Aronsson BO, Péchy P, Descouts P, Grätzel M. Osteoblast culture on polished titanium disks modified with phosphonic acids. J Biomed Mater Res. 2002;62(1):149-155. doi:10.1002/jbm.10205. Bozzini S, Petrini P, Tanzi MC, Arciola CR, Tosatti S, Visai L. Poly(ethylene glycol) and hydroxy functionalized alkane phosphate self-assembled monolayers reduce bacterial adhesion and support osteoblast proliferation. Int J Artif Organs. 2011;34(9):898-907. doi:10.5301/ijao.5000047. |
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Estas han sido utilizadas en diferentes materiales siendo el oro la superficie de referencia, donde se ha demostrado que SAMs de etilenglicol tienen propiendas antiadhesivas contra diferentes bacterias. Sin embargo, en titanio son escasos los estudios con SAMs además habiendo diferentes metodologías entre los cuales se incluye la aplicación o no de un tratamiento térmico. Por lo anterior los objetivos de este trabajaron fuero en primer lugar preparar SAMs de etilenglicol (EG-SAMs) en la superficie del titanio utilizando los protocolos reportados con y sin pos-tratamiento térmico y luego evaluar la formación de dichas SAMs por las técnicas de ángulo de contacto y espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS). Por la primera técnica, se evidencio el cambio del ángulo de contacto entre las superficies de titanio desnudo y las incubadas con el compuesto de etilenglicol independientemente de su concentración y de la existencia o no de un pos- tratamiento térmico. Según la técnica de caracterización XPS, se evidenció que la temperatura refuerza el enlace entre el compuesto de etilenglicol y la superficie de titanio, pero también debilita el enlace intra-molecular de dicho compuesto lo que puede originar la perdida de la monocapa, por lo que no se recomienda la aplicación de un tratamiento térmico en la producción de monocapas de etilenglicol sobre titanio. 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