Produção e caracterização de filmes finos recobertos com albumina e fibronectina

Propriedades relacionadas ao aumento da durabilidade dos implantes e respostas biológicas mais rápidas e confiáveis são comumente exploradas em pesquisa científica de diferentes áreas. Os fenômenos físico-químicos que ocorrem na superfície da interface osso/implante determinam as respostas biológicas subsequentes à implantação do biomaterial e, portanto, são decisivos para a efetividade do processo de osseointegração. Este trabalho envolveu o crescimento e a caracterização de filmes finos nanoestruturados produzidos por pulverização catódica (sputtering) de TiO2, ZrO2, Nb2O5 e Zr/Ti/Nb sobre Si(111) e aço inoxidável, e seus posteriores recobrimentos com proteínas (albumina de soro bovino - BSA e fibronectina - Fn). As técnicas de caracterização empregadas foram: espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (X-ray-photoelectron spectroscopy - XPS), microscopia de força atômica (atomic force microscopy AFM), espectrometria de massa de íons secundários por tempo de vôo (time-of-flight secondary ion mass spectrometry - ToF-SIMS), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (energy-dispersive X-ray spectroscopy - EDS) e nanoindentação. Todos os filmes apresentaram baixa rugosidade, grãos nanoestruturados e baixos módulos de elasticidade. A análise de adsorção de proteínas demonstrou que o filme de Zr/Ti/Nb tratado termicamente e depositado sobre aço apresentou a melhor afinidade com a albumina e o filme de TiO2 obteve a maior afinidade com a fibronectina. Todos os filmes analisados revelarem-se apropriadas para o uso como recobrimento protetor para implantes ortopédicos metálicos.Properties related to the increase in the durability of the implants and reliable and faster biological responses are commonly exploited in different areas of scientific research. The physical and chemical phenomena that occur on the surface of the bone/implant interface determine the biological responses following the implantation of biomaterials and therefore are critical to the effectiveness of the process of osseointegration. This work involved the growth and characterization of nanostructured thin films produced by sputtering of TiO2, ZrO2, Nb2O5, and Zr/Ti/Nb on Si(111) and stainless steel substrates, and their subsequent coating with proteins (bovine serum albumin - BSA and fibronectin - Fn). The characterization techniques employed were: X-ray-photoelectron spectroscopy - XPS, atomic force microscopy AFM, time-of-flight secondary ion mass spectrometry - ToF-SIMS, energy-dispersive X-ray spectroscopy - EDS, and nanoindentation. All films showed low surface roughness, nanostructureds grains, and low elastic moduli. The protein adsorption analysis demonstrated that the Zr/Ti/Nb film deposited onto steel and heat-treated had the highest affinity for albumin and that TiO2 film had the highest affinity for fibronectin. All films demonstrated to be suitable for use as protective coating for metallic orthopedic implant