Resumo: O revestimento da superfície de biomateriais por meio de polímeros condutores parece ser uma estratégia promissora para aumentar a longevidade do implante/material. O polipirrol (PPy) é um polímero condutor que apresenta propriedades físicas e eletroquímicas adequadas quando depositado sobre a superfície do titânio (Ti). Entretanto, os revestimentos de PPy apresentam limitações como baixa adesão aos metais e pobre resistência mecânica. Deste modo, este estudo desenvolveu um revestimento por meio do plasma eletrolítico de oxidação (PEO) e a subsequente deposição de filme de PPy sobre superfícies de Ti e investigou o efeito da superfície tratada por PEO nas propriedades de adesividade, físico-químicas, mecânicas, microbiológicas, biológicas e de resistência à corrosão do PPy. Foram utilizados discos titânio comercialmente puro (Ticp) com diferentes tratamentos: (1) usinado; (2) PEO; (3) usinado revestido com PPy; (4) PEO revestido com PPy. As superfícies dos discos foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), difração de raio X (DRX), microdureza Vickers, molhabilidade, perfilometria e microscopia confocal de varredura à laser (CLSM). A condutividade do filme foi avaliada por meio da aplicação de um potencial contínuo e por meio de um circuito elétrico. O coeficiente de atrito da superfície foi analisado por meio de um sistema tribológico e a morfologia das áreas de desgaste foi investigada por MEV. Além disso, o ensaio de nanoindentação e a avaliação da adesividade do filme de PPy também foram realizados. A avaliação eletroquímica foi executada com solução de fluído corpóreo (SBF) (pH 7,4). A interação dessas superfícies com as proteínas albumina e Soro Fetal Bovino (FBS) foi investigada pelo método do ácido bicinconínico. Para o ensaio microbiológico (modelo de microcosmos e Streptococcus Sanguinis) foi avaliada a formação de biofilme (24 h) sobre a superfície quanto às unidades formadoras de colônia (UFC/mL) e estrutura do biofilme por MEV. A citotoxicidade das superfícies em células pré-osteoblásticas MC3T3-E1 e Fibroblasto Gengival Humano foi investigada pelo ensaio de MTT. Os resultados deste estudo demonstraram que PEO+PPy promoveu maior resistência à corrosão, resistência adesiva e mecânica ao Ti quando comparado ao Ti maquinado. Além disso, a presença do filme de PPy aumentou a adsorção das proteínas sobre a superfícies, permitiu a formação de fosfato de cálcio e demonstrou biocompatibilidade celular. Ademais, não foi identificado aumento da proliferação bacteriana sobre superfícies tratadas com filme de PPy. No geral, nós alcançamos uma estratégia promissora de eletrodoposição de filme de PPy altamente aderente (tattoo-inspired*) sobre superfícies tratadas por PEO, podendo ser favorável na promoção de maior estabilidade e longevidade para os implantes biomédicos Ver menos

Abstract: Conductive polymers have been pointed as a promising coating strategy for biomaterials. Polypyrole (PPy) is a conductive polymer that presents adequate physics and electrochemical properties when deposited onto titanium (Ti) surfaces. However, PPy coatings have limitations such as low adhesion to metals and poor mechanical resistance. Therefore, this study developed a coating with plasma electrolytic oxidation (PEO) and the subsequent deposition of PPy film on the Ti surfaces and investigated the effect of PEO surface on the adhesiveness, physical-chemical, mechanical, microbiological, biological and corrosion resistance properties of PPy. Thus, commercially pure titanium (cpTi) discs were used with different treatments: (1) machined; (2) PEO; (3) machined and PPy-coated; (4) PEO and PPy-coated. Discs surfaces were characterized using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), Vickers microhardness, profilometry, and 3D confocal laser scanning microscopy (CLSM). The conductivity of the film was evaluated by applying a continuous potential and using an electrical circuit. The friction coefficient of surfaces was evaluated in a tribological system and the morphology of the wear scars was investigated by SEM. In addition, the nanoindentation test and the evaluation of the PPy film adhesiveness were also carried out. Electrochemical tests were conducted with body fluid solution (SBF) (pH 7.4). The albumin and Fetal bovine serum (FBS) proteins interaction with the surfaces was measured by the bicinchoninic acid method. For the microbiological assay (microcosm model and Streptococcus Sanguinis), the biofilm (24 h) formation onto surfaces was evaluated by colony forming units (CFU/mL), the biofilm structure was analyzed by SEM. The cytotoxicity of surfaces for MC3T3-E1 pre-osteoblastic and Human Gingival Fibroblast (HGF) cells was investigated using the MTT assay. Furthermore, SEM was used to analyze the morphology of cells onto the surfaces. The results of this study demonstrated that PEO+PPy increased corrosion resistance, adhesive and mechanical strength of Ti when compared to machined Ti. Furthermore, the PPy film favored proteins adsorption, calcium phosphate growth, and demonstrated cell biocompatibility. Also, no increase in bacterial proliferation was identified on surfaces treated with PPy film. In general, we successfully developed a strategy to deposit tattoo-inspired PPy thin film onto the PEO surface by electrodeposition process, which may be favorable in promoting greater stability and longevity for biomedical implants Ver menos