Evaluation of resistance to corrosion of Ti-6Al-4V alloy for use in dental implants in aerated and deaerated medium

O titânio e suas ligas são amplamente utilizados na odontologia, principalmente como implantes dentários, devido à sua biocompatibilidade e elevada resistência à corrosão. A resistência à corrosão do titânio ocorre pela formação de um filme fino de óxido passivo de TiO2 em contato com o oxigênio. Esta camada é aderente e estável na superfície, e capaz de atuar como barreira protetora entre o substrato e o meio corrosivo. No entanto, a literatura associa a peri-implantite a grandes aumentos de produtos de corrosão de titânio e suas ligas ao redor de implantes em presença da inflamação em comparação com implantes em pessoas saudáveis. Assim, é importante a identificação dos fatores presentes no microambiente peri-implantar que possam reduzir a resistência à corrosão do titânio. O objetivo deste estudo foi investigar e simular condições inflamatórias in vitro a fim de determinar quais fatores afetam a resistência à corrosão de implantes dentários fabricados com a liga Ti-6Al-4V em solução tampão de fosfato (PBS) utilizada para simular o efeito dos fluidos corpóreos. Foram investigados os efeitos do peróxido de hidrogênio, presente em infecções orais, da albumina, a deaeração do meio (para simulação das condições de pO2 reduzida durante a inflamação) e de íons fluoreto, em solução de PBS com pH ajustados para 3,0, 4,5 e 7,0. Também foi investigada a resistência à corrosão de implantes com conexão do tipo cone Morse de Ti-6Al-4V conectado a um pilar protético de aço inoxidável 316L por meio da avaliação da influência do efeito da conexão mecânica por batidas (3, 5 e 7) no mecanismo de corrosão. A avaliação da resistência à corrosão da liga de titânio foi realizada por técnicas eletroquímicas e caracterização da superfície (MEV). Os resultados mostraram que as condições mais favoráveis ao ataque corrosivo da liga Ti-6Al-4V são a presença no meio de um forte oxidante (H2O2), do pH ácido (pH 3,0), seja em presença ou ausência de fluoreto, presença de proteína e deaeração do meio fisiológico. As condições mais agressivas são típicas de situações presentes em infecções peri-implantares e de condições de fresta. O estudo da conexão pilar-implante mostrou que na junção entre um implante de Ti-6Al-4V e o pilar protético de aço inoxidável 316 L, a condição de fresta entre as interfaces foi o fator predominante no mecanismo de corrosão prevalecendo sobre o efeito de acoplamento galvânico.Titanium and its alloys are widely used in dentistry, mainly as dental implants, due to their biocompatibility and high resistance to corrosion. The corrosion resistance of titanium occurs through the formation of a thin passive film of TiO2 by contact with oxygen. This layer is adherent and stable on the Ti surface, capable of acting as a protective barrier between the substrate and the corrosive medium. However, the literature associates peri-implantitis with large increases in corrosion products of titanium and its alloys around implants in the presence of inflammation compared to implants in healthy people. Thus, it is important to identify the factors present in the peri-implant microenvironment that can reduce the corrosion resistance of titanium. The aim of this study was to investigate and simulate inflammatory conditions in vitro for the purpose of determine which factors affect the corrosion resistance of dental implants manufactured with Ti-6Al-4V alloy in phosphate buffer solution (PBS) used to simulate the effect of body fluids. The effects of hydrogen peroxide present in oral infections, albumin, deaeration of the medium (to simulate the conditions of reduced pO2 during inflammation) and fluoride ions, in PBS solution with pH adjusted to 3.0, 4.5 and 7.0 were investigated. The corrosion resistance of implants with a Ti-6Al-4V Morse taper connection joined to a 316L stainless steel prosthetic abutment was also investigated by evaluating the influence of the effect of mechanical connection by tapping with strikes (3, 5 and 7) in the corrosion mechanism. The evaluation of the corrosion resistance of the titanium alloy was carried out by electrochemical techniques and surface characterization (SEM). The results showed that the most favorable conditions for the corrosive attack of the Ti-6Al-4V alloy are the presence of a strong oxidizer (H2O2), acid pH (pH 3.0) whether in the presence or absence of fluoride ions, presence of protein and deaeration of the physiological environment. The most aggressive conditions are typical of situations present in peri-implant infections and crevice conditions. The study of the abutment-implant connection showed that at the junction between a Ti-6Al-4V implant and the 316 L stainless steel prosthetic abutment, the gap between the interfaces was the predominant factor in the corrosion mechanism, prevailing over the effect of galvanic coupling