Biblioteca Digital de Teses e Dissertações PÓS-GRADUAÇÃO SCTRICTO SENSU Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais
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Tipo: Dissertação
Título: Deposição do peptídeo análogo à Jelleine-I (JI-2) na liga Ti-6Al-4V para aplicações biomédicas
Autor(es): TEIXEIRA, Gabriella Teresinha Lima
Primeiro Orientador: SLADE, Natália Bueno Leite
Segundo Orientador: MORETO, Jéferson Aparecido
Resumo: As ligas de titânio estão entre os materiais mais utilizados na área da saúde para a produção de dispositivos implantáveis. Atribuição que se dá em função de suas propriedades mecânicas e da elevada biocompatibilidade apresentada nos meios de interesse. A liga Ti-6Al-4V tem sido amplamente utilizada para aplicações ortodônticas (brackets e/ou implantes). No entanto, a permanência destes dispositivos, em meio fisiológico, desencadeia processos de oxirredução e de proliferação de microorganismos, que impactam tanto em sua vida útil quanto na qualidade de vida de seus usuários. A imobilização de moléculas biofuncionais na superfície desses materiais tem se mostrado uma forma eficaz de funcionalizá-las com diversas propriedades biológicas, a citar: antimicrobianas, antifúngicas e antioxidantes. Além disso, essa estratégia pode contribuir tanto para o aprimoramento da biocompatibilidade quanto das propriedades corrosivas desses materiais. Tendo em vista esses aspectos, essa pesquisa teve como objetivo imobilizar um novo peptídeo antimicrobiano JI-Chis-2 (JI-2), análogo da Jelleine-I, na liga Ti-6Al-4V. Para então, promover a melhoria das propriedades antimicrobiana do biomaterial. A imobilização do peptídeo ocorreu após a deposição de PAA via PECVD. As superfícies funcionalizadas e não funcionalizadas foram caracterizadas por meio de AFM, FTIR, MEV e EDX. Os resultados indicam o sucesso da deposição de PAA e da imobilização do peptídeo na superfície metálica. Por meio das caracterizações morfológicas e topográficas, verificou-se que o peptídeo possui a tendência de formar aglomerados na superfície metálica. Adicionalmente, foi realizado um teste de imersão em meio agressivo, buscando explorar os efeitos desencadeados pelo tratamento de superfície em ambiente agressivo. Com esses ensaios, foi possível verificar que a deposição do filme fino de ácido acrílico age como uma barreira protetora de corrosão no material. Esse efeito também foi evidenciado por testes de corrosão localizada realizados via SVET em diferentes tempos de imersão. Entretanto, o processo de corrosão foi intensificado nas superfícies contendo JI-2 devido à interação eletrostática entre os aglomerados catiônicos de peptídeo e os íons agressivos do meio. Ademais, realizou-se uma investigação sobre o comportamento eletroquímico global do Ti-6Al-4V funcionalizado com PAA/JI-2 em meio agressivo. Para tal, foi utilizado as técnicas de OCP e EIS. A atividade antimicrobiana do JI-2 foi avaliada contra a bactéria Gram-negativa E. coli. Além disso, ensaios biológicos mostraram que o material funcionalizado possui a capacidade de prevenir a formação de biofilme de E. coli. Esses achados evidenciam que a estratégia de imobilizar JI-2 na liga Ti-6Al-4V via PECVD de PAA resultou no desenvolvimento de um material funcional com propriedades antibiofilme.
Abstract: Titanium alloys are among the most used materials in the health area for the production of implantable devices. Attribution that is due to its mechanical properties and the high biocompatibility presented in the media of interest. Ti-6Al-4V alloy has been widely used for orthodontic applications (brackets and/or implants). However, the permanence of these devices, in a physiological environment, triggers oxidation-reduction processes and the proliferation of microorganisms, which impact both their useful life and the quality of life of their users. The immobilization of biofunctional molecules on the surface of these materials has proven to be an effective way to functionalize them with various biological properties, namely: antimicrobial, antifungal and antioxidant. In addition, this strategy can contribute to both the improvement of the biocompatibility and the corrosive properties of these materials. In view of these aspects, this research aimed to immobilize a new antimicrobial peptide JI-Chis-2 (JI-2), analogue of Jelleine-I, in the Ti-6Al-4V alloy. To then promote the improvement of the antimicrobial properties of the biomaterial. Peptide immobilization occurred after PAA deposition via PECVD. Functionalized and non-functionalized surfaces were characterized using AFM, FTIR, SEM and EDX. The results indicated the successful deposition of PAA and immobilization of peptides on the metallic surface. Through the morphological and topographical characterizations, it was verified that the peptide tends to form agglomerates on the metallic surface. Additionally, an immersion test was carried out in an aggressive environment, seeking to explore the effects triggered by surface treatment in an aggressive environment. With these tests, it was possible to verify that the deposition of the acrylic acid thin film acts as a protective barrier against corrosion in the material. This effect was also evidenced by localized corrosion tests performed via SVET at different immersion times. However, the corrosion process was intensified on the surfaces containing JI-2 due to the electrostatic interaction between the cationic peptide clusters and the aggressive ions in the medium. Furthermore, an investigation was carried out on the electrochemical behavior of Ti-6Al-4V functionalized with PAA/JI-2 in aggressive media. For this, the techniques of OCP and EIS were used. The antimicrobial activity of JI-2 was evaluated against Gram-negative bacteria E. coli. Furthermore, biological assays have shown that the functionalized material has the ability to prevent the formation of E. coli biofilms. These findings show that the strategy of immobilizing JI-2 on the Ti-6Al-4V alloy via PAA PECVD resulted in the development of a functional material with antibiofilm properties.
Palavras-chave: Peptídeo antimicrobiano.
Ti-6Al-4V.
Polimerização a plasma.
Dispositivos dentários.
Antimicrobial peptide.
Ti-6Al-4V.
Plasma polymerization.
Dental devices.
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da Instituição: UFTM
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Ciências Biológicas e Naturais - ICBN
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1795
Data do documento: 28-Abr-2023
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