BR102017020298A2 - PROCESS OF NANO MORPHOLOGICAL CHANGE ON SURFACE BONE IMPLANTS - Google Patents

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Abstract

trata-se de uma osseointegração otimizada em implantes intraósseos, permitindo otimizar as superfícies dos implantes, melhorando a sua molhabilidade e a ligação na interface implante/tecido ósseo, podendo ser realizado em todo o implante, ou parcialmente em áreas de sua superfície, sem alterar a macro e micro rugosidade do implante utilizado, por fim, tal processo, garante à superfície dos implantes intraósseos uma nano morfologia própria, aumentando consideravelmente a área superficial específica e modificando a característica hidrofóbica da superfície, tornando-a altamente hidrofílica.It is an optimized osseointegration in intraosseous implants, allowing the implant surfaces to be optimized, improving their wettability and bonding at the implant / bone tissue interface, and can be performed on the entire implant, or partially on areas of its surface, without altering The macro and micro roughness of the implant used, finally, this process, guarantees to the surface of the intraosseous implants its own nano morphology, considerably increasing the specific surface area and modifying the hydrophobic characteristic of the surface, making it highly hydrophilic.

Description

“PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS” [001] Refere-se a presente patente de invenção a um processo de alteração nano morfológica superficial em implantes intraósseos, mais especificamente a um processo de osseointegração otimizada em implantes osseointegráveis para utilização na área médica obtendo uma superfície com maior área superficial específica e altamente hidrofílica.“SURFACE NANO MORPHOLOGICAL CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS” [001] Refers to this invention patent to a process of superficial nano morphological alteration in intraosseous implants, more specifically to an optimized osseointegration process in osseointegrable implants for use in the medical field obtaining a surface with greater specific surface area and highly hydrophilic.

[002] Atualmente, um requisito para o fenômeno da osseointegração é a ligação direta, estrutural e funcional entre o osso in vivo e o material aloplástico, sem a interposição de tecido conjuntivo (BRANEMARK et al, 1977). O desempenho de um implante dental e ortopédico pode ser influenciado pela qualidade da interface implante-tecido ósseo.[002] Currently, a requirement for the phenomenon of osseointegration is the direct, structural and functional link between bone in vivo and alloplastic material, without the interposition of connective tissue (BRANEMARK et al, 1977). The performance of a dental and orthopedic implant can be influenced by the quality of the implant-bone tissue interface.

[003] Enquanto um alto nível de estabilidade primária é alcançado pelo atrito entre implante e osso, a estabilidade inicial diminui entre 2 e 4 semanas devido à necrose por compressão do osso em torno do implante dentário e posterior remodelação óssea. Este processo é descrito como lacuna de estabilidade do implante, onde a estabilidade primária é perdida, devido à remodelação interfacial mediada por células, que será recuperada posteriormente através da aposição óssea.[003] While a high level of primary stability is achieved by friction between the implant and bone, initial stability decreases between 2 and 4 weeks due to compression necrosis of the bone around the dental implant and subsequent bone remodeling. This process is described as an implant stability gap, where primary stability is lost due to cell-mediated interfacial remodeling, which will be recovered later through bone apposition.

[004] A estabilidade mecânica, ou estabilidade primária, é influenciada pela macrogeometria e microtopografia da superfície do implante, bem como pela preparação do local da osteotomia do implante, que têm influência sobre a interface osso-implante e ao padrão de cicatrização. Deve-se enfatizar que a estabilidade inicial não pode ser considerada como osseointegração, pois o fenômeno de osseointegração é o produto de uma complexa sequência de eventos que caracterizam a cicatrização peri-implantar, na qual a osteocondução e a formação óssea são os mecanismos-chave.[004] Mechanical stability, or primary stability, is influenced by macrogeometry and microtopography of the implant surface, as well as by the preparation of the implant osteotomy site, which have an influence on the bone-implant interface and the healing pattern. It must be emphasized that initial stability cannot be considered as osseointegration, as the osseointegration phenomenon is the product of a complex sequence of events that characterize peri-implant healing, in which osteoconduction and bone formation are the key mechanisms .

[005] Desde o final dos anos 90, a literatura tem demonstrado que a osseointegração é melhorada e acelerada através de vários métodos de modificação da micromorfologia da superfície do implante, tais como jateamento com areia, ataque ácido e oxidação anódica. Atualmente, as superfícies de implante com microtopografias e textura moderada (Sa entre 1 e 2 micrômetros) são fornecidas para os principais implantes disponíveis comercialmente devido à interação benéfica entre o implante e os tecidos biológicos.[005] Since the late 1990s, the literature has shown that osseointegration is improved and accelerated through various methods of modifying the micromorphology of the implant surface, such as sandblasting, acid attack and anodic oxidation. Currently, implant surfaces with microtopographs and moderate texture (Sa between 1 and 2 micrometers) are provided for the main commercially available implants due to the beneficial interaction between the implant and biological tissues.

[006] O desenvolvimento da interface implante / tecido ósseo depende de inúmeros fatores, incluindo a área específica superficial, carga superficial, micro e nano topografia e a[006] The development of the implant / bone tissue interface depends on numerous factors, including the specific surface area, surface load, micro and nano topography and the

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-2/6química da superfície. Para otimizar a cicatrização óssea ao redor do implante, características como a molhabilidade e a área superficial específica podem apresentar um grande impacto na área biomédica. Recentemente, vêm sendo observado melhores resultados em estudos in vitro e in vivo, não somente pelos tratamentos superficiais com o controle da rugosidade em escala micrométrica, mas também pela presença de nanoestruturas. É sugerido que as células aderem preferencialmente em limites/interfaces das partículas. Como ocorrem mais limites/interfaces para as nanopartículas, mais células aderem a superfícies com esta característica. A adesão das células osteoblásticas é um prérequisito para as primeiras etapas da osseointegração, por isso as superfícies com nanopartículas devem acelerar o processo de cicatrização. (WEBSTER & EJIOFOR, 2004).-2 / 6 surface chemistry. To optimize bone healing around the implant, characteristics such as wettability and specific surface area can have a major impact on the biomedical area. Recently, better results have been observed in in vitro and in vivo studies, not only for surface treatments with the control of roughness on a micrometric scale, but also for the presence of nanostructures. It is suggested that cells preferentially adhere to particle boundaries / interfaces. As there are more limits / interfaces for the nanoparticles, more cells adhere to surfaces with this characteristic. Adhesion of osteoblastic cells is a prerequisite for the first stages of osseointegration, so surfaces with nanoparticles must accelerate the healing process. (WEBSTER & EJIOFOR, 2004).

[007] A adesão e o crescimento celular são altamente influenciados pelas interações das proteínas do sangue com a superfície do implante (LEE et al., 2010). A conformação molecular das proteínas é sensível à natureza da superfície. Por consequência, as características da superfície do implante determinam a disponibilidade de sequências peptídicas das proteínas, que é um fenômeno conhecido por afetar a adesão e o comportamento celular. Enquanto estudos indicam que as superfícies hidrofóbicas possam desnaturalizar parcialmente as proteínas, fazendo com que os locais de ligação das células sejam menos acessíveis e resultem numa baixa adesão celular; as superfícies hidrofílicas, quando em contato com o sangue e os fluidos biológicos, promovem a adsorção de proteínas, expondo mais pontos focais para as células e, por assim, aumentando a adesão celular. Portanto, a micro e nanotopografia do implante desempenham um papel importante na adsorção de proteínas, afetando a migração e a ligação das células mesenquimais à superfície (PULEO & NANCI, 1999).[007] Adhesion and cell growth are highly influenced by the interactions of blood proteins with the implant surface (LEE et al., 2010). The molecular conformation of proteins is sensitive to the nature of the surface. Consequently, the characteristics of the implant surface determine the availability of protein peptide sequences, which is a phenomenon known to affect cell adhesion and behavior. While studies indicate that hydrophobic surfaces may partially denaturalize proteins, making cell binding sites less accessible and resulting in low cell adhesion; hydrophilic surfaces, when in contact with blood and biological fluids, promote protein adsorption, exposing more focal points to cells and, thus, increasing cell adhesion. Therefore, the micro and nanotopography of the implant play an important role in the adsorption of proteins, affecting the migration and the attachment of the mesenchymal cells to the surface (PULEO & NANCI, 1999).

[008] Embora as nanoestruturas das superfícies possam regular a proliferação de osteoblastos, a diferenciação de osteoblastos não é sensivelmente afetada na ausência de rugosidades em microescala. No entanto, a combinação na rugosidade de superfície em escala micro e sub-micrométrica com uma alta densidade de estruturas em nanoescala resultam em uma maior diferenciação celular e produção de fatores de crescimento celular local (GITTENS et al, 2011).[008] Although surface nanostructures can regulate the proliferation of osteoblasts, osteoblast differentiation is not appreciably affected in the absence of microscale roughness. However, the combination of surface roughness on a micro and sub-micrometric scale with a high density of nanoscale structures results in greater cell differentiation and production of local cell growth factors (GITTENS et al, 2011).

[009] No entanto, atualmente, percebe-se que o mercado de implantes dentais adotou como padrão bem-sucedido as superfícies obtidas por uma dada sequência de tratamentos ácidos ou por anodização, que demonstram alta hidrofobicidade como, por[009] However, currently, it is clear that the dental implant market has adopted as a successful standard the surfaces obtained by a given sequence of acid treatments or by anodizing, which demonstrate high hydrophobicity, such as

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-3/6 exemplo, nas patentes US5603338, US5863201, US6652765, US20100187172. Uma temporária diminuição dessa hidrofobicidade pode ser obtida pela limpeza superficial e correto armazenamento dos implantes em soluções ou atmosferas inertes.-3/6 example, in patents US5603338, US5863201, US6652765, US20100187172. A temporary decrease in this hydrophobicity can be obtained by superficial cleaning and correct storage of the implants in solutions or inert atmospheres.

[010] De acordo com a patente CN102912349B, a hidrofilicidade só é obtida através da alteração superficial do titânio na escala micro e nanométrica. Recentemente, KOKUBO & YAMAGUCHI (2015) e a patente US9131995B2 propõem a criação de uma micro e nanorugosidade superficial no titânio após imersão em soluções com elevadas concentrações alcalinas (acima de 5M), prolongados tempos de tratamento e temperaturas até 100oC.[010] According to the patent CN102912349B, hydrophilicity is only obtained through the superficial alteration of titanium on the micro and nanometric scale. Recently, KOKUBO & YAMAGUCHI (2015) and the patent US9131995B2 propose the creation of a micro and superficial nanorugosity in titanium after immersion in solutions with high alkaline concentrations (above 5M), prolonged treatment times and temperatures up to 100 o C.

[011] Dadas as informações acima referentes ao que é de conhecimento público, bem como propor uma nova alternativa que possibilita o aumento na hidrofilicidade com a criação de uma nanoestrutura, sem a modificação da microrugosidade pré-existente, foi desenvolvido o processo de alteração nano morfológica superficial em implantes intraósseos.[011] Given the information above regarding what is public knowledge, as well as proposing a new alternative that allows the increase in hydrophilicity with the creation of a nanostructure, without modifying the pre-existing micro-roughness, the nano alteration process was developed surface morphology in intraosseous implants.

[012] O processo de alteração nano morfológica superficial em implantes osseointegráveis, bem como seus resultados, poderão ser melhor descritos e ilustrados através da descrição detalhada em consonância com as seguintes figuras em anexo, onde: FIGURA 01 Apresenta a eletromicrografia da superfície do implante osseointegrável em altas magnificações e a análise de sua nanotopografia em 3D por microscopia de força atômica (AFM).[012] The process of superficial nano morphological alteration in osseointegrated implants, as well as its results, can be better described and illustrated through the detailed description in line with the following attached figures, where: FIGURE 01 Presents the electromicrograph of the surface of the osseointegrable implant at high magnifications and the analysis of its nanotopography in 3D by atomic force microscopy (AFM).

FIGURA 02 Apresenta a eletromicrografia da superfície do implante, em altas magnificações, após o processo de alteração nano morfológica superficial e a verificação do aumento de sua área superficial específica através da análise por AFM de sua nanotopografia em 3D.FIGURE 02 Shows the electromicrograph of the implant surface, at high magnifications, after the process of nano-surface morphological alteration and the verification of the increase of its specific surface area through AFM analysis of its 3D nanotopography.

FIGURA 03 Apresenta a espessura da superfície do implante intraósseo - controle - e a espessura da superfície após o processo de alteração nano morfológica nos implantes intraósseos, respectivamente, através da análise eletromicroscópica e preparo da amostra por feixe de íons focalizado (FIB).FIGURE 03 Shows the thickness of the surface of the intraosseous implant - control - and the thickness of the surface after the process of nano-morphological alteration in the intraosseous implants, respectively, through electromicroscopic analysis and sample preparation by focused ion beam (FIB).

FIGURA 04 Apresenta o mapeamento por EDS da superfície após tratamento realizado nessa invenção do processo de alteração nano morfológica superficial em implantes intraósseos (mapeamento dos elementos Ti e K, respectivamente).FIGURE 04 Shows the EDS mapping of the surface after treatment carried out in this invention of the nano morphological alteration process in intraosseous implants (mapping of the Ti and K elements, respectively).

Petição 870170071224, de 22/09/2017, pág. 8/22Petition 870170071224, of 9/22/2017, p. 8/22

-4/6FIGURA 05 Apresenta o comportamento hidrofóbico dos implantes osseointegráveis após 30 dias de exposição ao ar e a medição do ângulo de contato, de acordo com o Método Sessile-drop.-4 / 6FIGURE 05 Shows the hydrophobic behavior of osseointegrated implants after 30 days of exposure to air and the measurement of the contact angle, according to the Sessile-drop Method.

FIGURA 06 Apresenta o comportamento do implante intraósseo, que apresenta propriedade hidrofílica, mesmo após 30 dias exposto ao ar devido ao processo de alteração nano morfológica superficial em implantes intraósseo, e a medição do ângulo de contato, de acordo com o Método Sessile-drop.FIGURE 06 Shows the behavior of the intraosseous implant, which has hydrophilic properties, even after 30 days exposed to air due to the process of superficial nano morphological alteration in intraosseous implants, and the measurement of the contact angle, according to the Sessile-drop Method.

FIGURA 07 Apresenta os resultados de ensaios in vitro de adesão e proliferação nas superfícies do implante intraósseo e nas superfícies com alteração nano morfológica em implantes intraósseos.FIGURE 07 Presents the results of in vitro adhesion and proliferation tests on the surfaces of the intraosseous implant and on the surfaces with nano-morphological changes in intraosseous implants.

FIGURA 08 Apresenta os resultados de ensaio in vitro de viabilidade celular nas superfícies do implante intraósseo e nas superfícies com alteração nano morfológica em implantes intraósseos.FIGURE 08 Presents the results of an in vitro cell viability test on the surfaces of the intraosseous implant and on the surfaces with nano-morphological changes in intraosseous implants.

[013] Em conformidade com as figuras observa-se que o processo de alteração nano morfológica superficial em implantes intraósseos compreende uma otimização das superfícies de implantes osseointegráveis, melhorando a sua molhabilidade e a ligação na interface implante-tecido ósseo.[013] In accordance with the figures it is observed that the process of nano superficial morphological alteration in intraosseous implants comprises an optimization of the surfaces of osseointegrated implants, improving their wettability and the connection at the implant-bone tissue interface.

[014] Este processo garante à superfície do implante intraósseo uma nano morfologia própria (Figura 02), aumentando consideravelmente a área superficial específica e modificando a característica hidrofóbica da superfície, tornando-a hidrofílica. Esta alteração nano superficial possui a morfologia de nano fibras com espessura menor que 40 nm (Figura 03). Este resultado é obtido utilizando um método termoquímico, onde o implante osseointegrável é imerso em um banho básico e/ou ácido a uma dada temperatura durante um período variável de tempo. Este processo pode ser realizado em todo o implante, ou parcialmente em áreas de sua superfície, sem alterar a macro e micro rugosidade do implante utilizado. Podendo, assim, o implante apresentar o terço coronário hidrofóbico e os dois terços apical hidrofílico para maximizar o processo de osseointegração.[014] This process guarantees the surface of the intraosseous implant a proper nano-morphology (Figure 02), considerably increasing the specific surface area and modifying the hydrophobic characteristic of the surface, making it hydrophilic. This superficial nano alteration has the morphology of nano fibers less than 40 nm thick (Figure 03). This result is obtained using a thermochemical method, where the osseointegrated implant is immersed in a basic and / or acidic bath at a given temperature for a variable period of time. This process can be performed on the entire implant, or partially on areas of its surface, without changing the macro and micro roughness of the implant used. Thus, the implant can present the hydrophobic coronary third and the two hydrophilic apical thirds to maximize the osseointegration process.

[015] O processo de alteração superficial da nano morfologia nas superfícies dos implantes demonstrou uma diferença na área superficial específica de 112,8%, em comparação a uma superfície plana (100%), ao utilizar baixas concentrações da solução básica.[015] The process of superficial change of the nano morphology on the surfaces of the implants demonstrated a difference in the specific surface area of 112.8%, compared to a flat surface (100%), when using low concentrations of the basic solution.

Petição 870170071224, de 22/09/2017, pág. 9/22Petition 870170071224, of 9/22/2017, p. 9/22

-5/6[016] A molhabilidade da superfície dos biomateriais pode ser determinada pela medição do ângulo de contato, de acordo com o Método Sessile-drop. Na figura 6, a superfície obtida pelo processo da presente invenção apresenta um ângulo de contato inferior a 5° no tempo t = 0s (altura do primeiro contato da gotícula do líquido com a superfície). A gota se espalha completamente na superfície num tempo abaixo de 30 ms. Tal comportamento é típico para superfícies altamente hidrofílicas. Este comportamento é substancialmente mantido se o contato da superfície do implante com o ar for evitado. Para isso, é recomendado o armazenamento do implante em atmosfera inerte. O interior do invólucro deve ser de preferência preenchido com gases que são inertes para a superfície do implante, tais como: oxigênio, argônio, nitrogênio, gases nobres ou uma mistura de tais gases. Mesmo após 30 dias expostos ao ar, o procedimento de nano alteração morfológica nas superfícies dos implantes osseointegráveis manteve a sua propriedade hidrofílica.-5/6 [016] The surface wettability of biomaterials can be determined by measuring the contact angle, according to the Sessile-drop Method. In figure 6, the surface obtained by the process of the present invention has a contact angle of less than 5 ° at time t = 0s (height of the first contact of the liquid droplet with the surface). The drop spreads completely on the surface in less than 30 ms. Such behavior is typical for highly hydrophilic surfaces. This behavior is substantially maintained if contact of the implant surface with air is avoided. For this, it is recommended to store the implant in an inert atmosphere. The interior of the casing should preferably be filled with gases that are inert to the implant surface, such as: oxygen, argon, nitrogen, noble gases or a mixture of such gases. Even after 30 days exposed to the air, the procedure of nano morphological alteration on the surfaces of osseointegrated implants maintained its hydrophilic property.

[017] Percebe-se que o processo possui três variáveis: banho químico, temperatura e tempo, explicadas a seguir. O banho químico consiste em uma solução alcalina (KOH, NaOH, NH4OH, entre outras bases fortes, e/ou mistura destes reagentes), podendo ter uma segunda etapa de banho químico em solução de caráter ácida (HCl, H2SO4, CaCl2, Ca2SO4, entre outros, e/ou mistura destes reagentes), separados ou misturados em diferentes proporções. A molaridade da solução pode variar entre 0,01 e 1 M. A temperatura é um fator que depende diretamente da concentração utilizada no banho químico, podendo variar entre 30 oC e 150 oC. Aumenta-se a temperatura conforme diminui-se a concentração. O tempo é um fator dependente tanto da concentração quanto da temperatura, onde, aumentando-se a concentração ou a temperatura diminui-se o tempo, que pode variar entre 1 minuto e 180 minutos de tratamento.[017] It is noticed that the process has three variables: chemical bath, temperature and time, explained below. The chemical bath consists of an alkaline solution (KOH, NaOH, NH 4 OH, among other strong bases, and / or a mixture of these reagents), and may have a second chemical bath step in an acid solution (HCl, H 2 SO 4 , CaCl 2 , Ca 2 SO 4 , among others, and / or a mixture of these reagents), separated or mixed in different proportions. The molarity of the solution can vary between 0.01 and 1 M. Temperature is a factor that depends directly on the concentration used in the chemical bath, and can vary between 30 o C and 150 o C. The temperature increases as the temperature decreases. concentration. Time is a factor dependent on both concentration and temperature, where, increasing the concentration or temperature decreases the time, which can vary between 1 minute and 180 minutes of treatment.

[018] Durante ou após a imersão do implante, é realizado vácuo, podendo variar entre 10 a 10-5 mbar, para que ocorra a retirada das bolhas de ar presentes na micro rugosidade da superfície do implante e, assim, possibilite o contato da solução com toda a superfície. Após a etapa de imersão, os implantes serão secos em temperatura ambiente, e/ou em estufa, obtendo assim a estrutura superficial nanométrica após processo termoquímico com os específicos íons da solução utilizada.[018] During or after the implant immersion, a vacuum is performed, which can vary between 10 to 10 -5 mbar, so that the air bubbles present in the micro roughness of the implant surface can be removed and, thus, allow the contact of the solution with the entire surface. After the immersion stage, the implants will be dried at room temperature, and / or in an oven, thus obtaining the nanometric surface structure after a thermochemical process with the specific ions of the solution used.

[019] As mudanças físico-químicas nas superfícies dos implantes osseointegráveis podem aumentar a hidrofilicidade de sua superfície. Um implante hidrofílico exibe uma concentração reduzida de carbono, o que resulta em um aumento na quantidade de oxigênio[019] Physical-chemical changes on the surfaces of osseointegrated implants can increase the hydrophilicity of their surface. A hydrophilic implant exhibits a reduced concentration of carbon, which results in an increase in the amount of oxygen

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-6/6 em sua superfície. A partir da hipótese que a formação de uma superfície de óxido hidroxilado aumenta a reatividade em relação aos íons, a etapa de tratamento térmico irá otimizar a etapa de banho químico com a baixa concentração da solução básica.-6/6 on its surface. Based on the hypothesis that the formation of a hydroxylated oxide surface increases the reactivity towards ions, the heat treatment stage will optimize the chemical bath stage with the low concentration of the basic solution.

[020] O processo de alteração superficial da nano morfologia em implantes osseointegráveis possui duas etapas de tratamento térmico do implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos. O primeiro tratamento térmico é utilizado para a volatilização de impurezas orgânicas, como os hidrocarbonetos na superfície dos implantes, o que confere uma otimização do banho químico. Ao final, o segundo tratamento térmico é utilizado para a manutenção da hidrofilicidade em longo prazo, devido ao aumento da reatividade com os aminoácidos e proteínas circundantes na superfície de óxido hidroxilado produzida.[020] The process of superficial alteration of the nano morphology in osseointegrated implants has two stages of thermal treatment of the implant between 300 o C and 700 o C during the time that can vary between 1 second and 60 minutes. The first heat treatment is used for the volatilization of organic impurities, such as hydrocarbons on the surface of the implants, which provides an optimization of the chemical bath. In the end, the second heat treatment is used to maintain hydrophilicity in the long term, due to increased reactivity with the surrounding amino acids and proteins on the produced hydroxyl oxide surface.

[021] As vantagens primordiais da presente invenção é o controle do processo de conversão de um implante intraósseo totalmente hidrofóbico para um implante parcial ou totalmente hidrofílico por um processo simples e de baixo custo.[021] The primary advantages of the present invention is the control of the conversion process from a fully hydrophobic intraosseous implant to a partial or fully hydrophilic implant by a simple and low cost process.

[022] A invenção demonstra um novo método de obter uma estrutura nanométrica, uniforme e homogênea em toda a superfície do implante.[022] The invention demonstrates a new method of obtaining a nanometric, uniform and homogeneous structure over the entire implant surface.

[023] O material produzido, após o tratamento termoquímico, apresenta alta molhabilidade e é observada uma estrutura nanométrica em toda a superfície do implante, até mesmo em rugosidades e porosidades menores que 100 nanômetros.[023] The produced material, after the thermochemical treatment, presents high wettability and a nanometric structure is observed in the entire surface of the implant, even in roughness and porosity smaller than 100 nanometers.

[024] Com o controle nanométrico e químico da superfície de um implante osseointegrável, é possível obter um aumento na área específica superficial, com a otimização de sua propriedade mecânica, e maior interação celular (Figura 7).[024] With the nanometric and chemical control of the surface of an osseointegrated implant, it is possible to obtain an increase in the specific surface area, with the optimization of its mechanical property, and greater cellular interaction (Figure 7).

[025] O processo de alteração superficial da nano morfologia nas superfícies dos implantes demonstrou uma maior atividade metabólica celular (122,9 %), quando comparada com a superfície dos implantes microrrugosos (100 %), após 72h de ensaio. A invenção resultou em um aumento na adesão e proliferação celular após os ensaios de 36h e 72h, respectivamente (Figura 7 e Figura 8).[025] The process of superficial alteration of the nano morphology on the surfaces of the implants demonstrated a greater cellular metabolic activity (122.9%), when compared with the surface of the microrrugous implants (100%), after 72 hours of testing. The invention resulted in an increase in cell adhesion and proliferation after the 36h and 72h tests, respectively (Figure 7 and Figure 8).

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Claims (15)

REIVINDICAÇÕES 1. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS caracterizado pela alteração química e nano morfológica na superfície do implante na sua totalidade ou pelo menos em uma parcela de superfície; tratamento térmico do implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para volatilização de impurezas orgânicas. Imergir o implante osseointegrável em uma solução de hidróxido de potássio pelo tempo entre 10 e 60 minutos sob vácuo que pode variar entre 1 e 0,01 milibar; após a retirada do vácuo, o implante é mantido em uma solução de hidróxido de potássio, pelo tempo entre 10 e 180 minutos, dependendo da espessura desejada para a camada produzida; a solução deve ter uma concentração molar que pode variar entre 0,01M a 1M e a temperatura de tratamento pode variar entre 30oC e 150oC para produzir uma nano morfologia superficial característica, estrutura similar a fibras, criada em cima da micro rugosidade pré-existente; posteriormente, o implante é lavado com água ultrapura, retirando qualquer íon remanescente; tratar termicamente o implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para conferir a manutenção da hidrofilicidade em longo prazo.1. PROCESS OF NANO MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS characterized by chemical and nano morphological alteration on the implant surface in its entirety or at least in a portion of the surface; heat treatment of the implant between 300 o C and 700 o C during the time that can vary between 1 second and 60 minutes for volatilization of organic impurities. Immerse the osseointegrated implant in a potassium hydroxide solution for 10 to 60 minutes under vacuum, which can vary between 1 and 0.01 millibar; after removing the vacuum, the implant is kept in a solution of potassium hydroxide, for a time between 10 and 180 minutes, depending on the desired thickness for the layer produced; the solution must have a molar concentration that can vary between 0.01M to 1M and the treatment temperature can vary between 30 o C and 150 o C to produce a characteristic surface nano morphology, structure similar to fibers, created on top of micro roughness pre-existing; later, the implant is washed with ultrapure water, removing any remaining ions; thermally treat the implant between 300 o C and 700 o C for a time that can vary between 1 second and 60 minutes to ensure long-term hydrophilicity maintenance. 2. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo implante seja osseointegrável e possua tratamento para criação de microrrugosidade ou não;2. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE ALTERATION PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the implant being osseointegrated and having treatment to create micro-corrugations or not; 3. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo implante seja utilizado para a área médica, odontológica, ortopédica e estética;3. NANO MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the implant being used for the medical, dental, orthopedic and aesthetic areas; 4. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por tratamento térmico do implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para volatilização de impurezas orgânicas;4. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by thermal treatment of the implant between 300 o C and 700 o C for a time that can vary between 1 second and 60 minutes for volatilization of organic impurities ; 5. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela concentração da solução básica ser baixa, entre 0,01M a 1M;5. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the concentration of the basic solution being low, between 0.01M to 1M; 6. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela da utilização de vácuo, entre 1 e 0,01 milibar, para preenchimento total dos sub-microporos 6. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the use of vacuum, between 1 and 0.01 millibar, to completely fill the sub micropores Petição 870170071224, de 22/09/2017, pág. 12/22Petition 870170071224, of 9/22/2017, p. 12/22 -2/3- com a solução básica;-2 / 3- with the basic solution; 7. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela retirada de qualquer íon remanescente na superfície do implante através de água ultrapura;7. NANO MORPHOLOGICAL SURFACE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the removal of any remaining ions on the implant surface through ultrapure water; 8. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tratamento térmico do implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para conferir a manutenção da hidrofilicidade em longo prazo;8. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE ALTERATION PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the thermal treatment of the implant between 300 o C and 700 o C during the time that can vary between 1 second and 60 minutes to check the maintenance of long-term hydrophilicity; 9. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela espessura do ataque à superfície ser menor do que 100 nm;9. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the thickness of the surface attack being less than 100 nm; 10. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela nano morfologia do ataque ser característica tipo fibras;10. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the nano morphology of the attack being a fiber-like characteristic; 11. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da superfície do implante tratado apresentar alta hidrofilicidade;11. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE ALTERATION PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by the fact that the treated implant surface presents high hydrophilicity; 12. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por processo de alteração química e nano morfológica na superfície do implante na sua totalidade ou pelo menos em uma parcela de superfície; tratar termicamente o implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para volatilização de impurezas orgânicas. Imergir o implante osseointegrável em uma solução de hidróxido de potássio pelo tempo entre 10 e 60 minutos sob vácuo que pode variar entre 1 e 0,01 milibar; após a retirada do vácuo, o implante é mantido em uma solução de hidróxido de potássio, pelo tempo entre 10 e 180 minutos, dependendo da espessura desejada para a camada produzida; a solução deve ter uma concentração molar que pode variar entre 0,01M a 1M e a temperatura de tratamento pode variar entre 30oC e 150oC para produzir uma nano morfologia superficial característica, criada em cima da micro rugosidade pré-existente; posteriormente, o implante é lavado com água ultrapura, retirando qualquer íon remanescente; Imergir o implante osseointegrável em uma solução de ácido clorídrico pelo tempo entre 10 e 180 minutos, onde a concentração molar da solução ácida pode variar entre 12. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE ALTERATION PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized by a process of chemical and nano morphological alteration on the implant surface in its entirety or at least in a portion of the surface; thermally treat the implant between 300 o C and 700 o C for a time that can vary between 1 second and 60 minutes for volatilization of organic impurities. Immerse the osseointegrated implant in a potassium hydroxide solution for 10 to 60 minutes under vacuum, which can vary between 1 and 0.01 millibar; after removing the vacuum, the implant is kept in a solution of potassium hydroxide, for a time between 10 and 180 minutes, depending on the desired thickness for the layer produced; the solution must have a molar concentration that can vary between 0.01M to 1M and the treatment temperature can vary between 30 o C and 150 o C to produce a characteristic surface nano morphology, created on top of the pre-existing micro roughness; later, the implant is washed with ultrapure water, removing any remaining ions; Immerse the osseointegrated implant in a hydrochloric acid solution for a time between 10 and 180 minutes, where the molar concentration of the acid solution can vary between Petição 870170071224, de 22/09/2017, pág. 13/22Petition 870170071224, of 9/22/2017, p. 13/22 -3/3--3 / 3- 0,01 e 1M e a temperatura de tratamento pode variar entre 30 C e 150 C dependendo da espessura desejada para atacar; tratar termicamente o implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para conferir a manutenção da hidrofilicidade em longo prazo;0.01 and 1M and the treatment temperature can vary between 30 C and 150 C depending on the desired thickness to attack; thermally treat the implant between 300 o C and 700 o C for a time that can vary between 1 second and 60 minutes to ensure the maintenance of hydrophilicity in the long term; 13. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ataque ácido com HCl retira potássio da superfície;13. NANO MORPHOLOGICAL SURFACE ALTERNATION PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 12, characterized by the fact that the acid attack with HCl removes potassium from the surface; 14. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado para utilização na área médica compreende as seguintes etapas: Realizar o processo de alteração química e nano morfológica na superfície do implante na sua totalidade ou pelo menos em uma parcela de superfície; tratar termicamente o implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para volatilização de impurezas orgânicas. Imergir o implante osseointegrável em uma solução de hidróxido de potássio pelo tempo entre 10 e 60 minutos sob vácuo que pode variar entre 1 e 0,01 milibar; após a retirada do vácuo, o implante é mantido em uma solução de hidróxido de potássio, pelo tempo entre 10 e 180 minutos, dependendo da espessura desejada para a camada produzida; a solução deve ter uma concentração molar que pode variar entre 0,01M a 1M e a temperatura de tratamento pode variar entre 30oC e 150oC para produzir uma nano morfologia superficial característica, estrutura similar a fibras, criada em cima da micro rugosidade pré-existente; posteriormente, o implante é lavado com água ultrapura, retirando qualquer íon remanescente; Imergir o implante osseointegrável em uma solução de cloreto de cálcio pelo tempo entre 10 e 180 minutos, onde a concentração molar da solução ácida pode variar entre 0,01 e 1M e a temperatura de tratamento pode variar entre 30oC e 150oC dependendo da espessura desejada para atacar; tratar termicamente o implante entre 300oC e 700oC durante o tempo que pode variar entre 1 segundo e 60 minutos para conferir a manutenção da hidrofilicidade em longo prazo.14. NANO-MORPHOLOGICAL SURFACE ALTERATION PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 1, characterized for use in the medical area comprises the following steps: Perform the process of chemical and nano-morphological alteration on the implant surface in its entirety or at least in a surface portion; thermally treat the implant between 300 o C and 700 o C for a time that can vary between 1 second and 60 minutes for volatilization of organic impurities. Immerse the osseointegrated implant in a potassium hydroxide solution for 10 to 60 minutes under vacuum, which can vary between 1 and 0.01 millibar; after removing the vacuum, the implant is kept in a solution of potassium hydroxide, for a time between 10 and 180 minutes, depending on the desired thickness for the layer produced; the solution must have a molar concentration that can vary between 0.01M to 1M and the treatment temperature can vary between 30 o C and 150 o C to produce a characteristic surface nano morphology, structure similar to fibers, created on top of micro roughness pre-existing; later, the implant is washed with ultrapure water, removing any remaining ions; Immerse the osseointegrated implant in a calcium chloride solution for between 10 and 180 minutes, where the molar concentration of the acid solution can vary between 0.01 and 1M and the treatment temperature can vary between 30 o C and 150 o C depending the desired thickness to attack; thermally treat the implant between 300 o C and 700 o C for a time that can vary between 1 second and 60 minutes to ensure long-term hydrophilicity maintenance. 15. PROCESSO DE ALTERAÇÃO NANO MORFOLÓGICA SUPERFICIAL EM IMPLANTES OSSEOINTEGRÁVEIS, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado15. NANO MORPHOLOGICAL SURFACE CHANGE PROCESS IN OSSEOINTEGRABLE IMPLANTS, according to claim 14, characterized 2+ pelo fato de que o ataque ácido com CaCl2 retira potássio da superfície e introduz o íon Ca na superfície.2+ due to the fact that the acid attack with CaCl2 removes potassium from the surface and introduces the Ca ion to the surface.
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