Influence Of Titanium Nitriding Surface Treatments On Protein Adsorption

Objective: The aim of this study was to compare the influence of physical and chemical nitriding treatments on adsorption of human blood plasma protein on titanium surface. Methods: CP titanium grade IV discs (12.7 x 2 mm) were cleaned with immersion in H₂SO₄/H₂O₂ solution for 1 h at room temperature before treatments. The samples were physically nitrided by exposure to nitrogen cold plasma (85 W/13.56 MHz, 100 mTorr, 30 min at room temperature) or chemically nitrided by immersion in 2 % (v/v) toluene solution of (3-aminopropyl)triethoxysilane for 18 h at room temperature at 75 rpm orbital shaker. The control group received no surface treatment. The final surface roughness (Ra) of all discs was checked with a profilometer. Twelve discs in triplicate were used for protein adsorption assay, in which each disc was incubated in 2 mL of human blood plasma for 3 h at 37 °C. After washing the discs in purified water, the adsorbed proteins were extracted by vortexing the sample for 30 s followed by sonication (7 W, 5 min, 4 °C) in 20 mL of purified water. The total protein was quantified using the Bradford method. Data were analyzed using SPSS software by one-way ANOVA and Tukey test as post hoc at 5% level of significance. Results: The total amount of adsorbed protein was 33.92(±4.34), 39.27(±8.46) μg and 39.12(±7.48) for control, physically and chemically nitriding, respectively. No significant difference was found between groups for surface roughness or protein adsorption (p > 0.05). Conclusion: Surface nitriding of titanium surface, chemically or physically, did not affect the surface roughness neither improved the quantity of adsorpted proteins when exposed to human blood plasma.

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da nitretação química e física da superfície do titânio na adsorção de proteínas do plasma humano. Métodos: Discos de titânio grau IV (12,7 x 2 mm) foram limpos por imersão em solução de H₂SO₄/H₂O₂ durante 1 h em temperatura ambiente previamente aos tratamentos. A nitretação física foi realizada por meio de plasma a frio de nitrogênio (85W/13.56 MHz, 100 mTorr, 30 min em temperature ambiente); enquanto a nitretação quimicamente foi realizada através da imersão em solução 2% (v,v) de (3-aminopropil)trietoxisilano em tolueno por 18 h em temperatura ambiente sob agitação orbital de 75 rpm. O grupo controle não recebeu tratamento. A rugosidade de superfície final (Ra) dos espécimes foi determinada com auxílio de um perfilômetro. Doze discos em triplicata foram utilizados para o ensaio de adsorção de proteínas, no qual cada disco foi incubado em 2 mL de plasma sanguíneo humano por 3 h a 37 °C. Após lavagem dos discos com água purificada, a extração das proteínas adsorvidas foi realizada vortexando os discos por 30 s seguido de sonicação (7 W/5 min/ 4 °C) em 20 mL de água purificada. As proteínas totais foram quantificadas pelo método de Bradford. Os resultados foram analisados por análise de variância no software SPSS com nível de significância de 5%. Resultados: O total de proteínas adsorvidas foi 33,92(±4,34) μg, 39,27(±8,46) μg e 39,12 (±7,48) μg para os grupos controle, nitretação física e química, respectivamente. Não houve diferença significante entre os grupos em relação à rugosidade e adsorção de proteínas (p > 0,05). Conclusão: A nitretação da superficie do titânio, química ou fisicamente, não alterou a rugosidade de superfície nem alterou a quantidade de proteínas adsorvidas após exposição à plasma sanguíneo humano.