As ligas de níquel-titânio (NiTi) têm sido amplamente utilizadas em dispositivos da área
médica e odontológica devido as suas propriedades de biocompatibilidade, efeito memória de forma e superelasticidade. A implantodontia tem buscado biomateriais que ofereçam além da resistência mecânica, adequada relação entre bioatividade/biocompatibilidade quando em contato com tecidos biológicos. Desta forma, o presente trabalho buscou obter e analisar ligas de NiTi sob ação do LASER com e sem deposição química de apatita, a fim de avaliar as propriedades mecânicas, físico-químicas, morfológicas e biológicas, para aplicação em implantes dentários. Foram obtidas três composições da liga: equiatômica (NiTi-A), com maior concentração de Ni (NiTi-B) e com maior concentração de Ti (NiTi-C). Parte das amostras tiveram suas superfícies irradiadas pelo LASER (Yb:YAG), em atmosfera normal, com e sem recobrimento de apatita pelo Método Biomimético empregando as soluções SBF (Simulated Body Fluid) 0 e 6. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDX), Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Molhabilidade, Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Microdureza Vickers, Análise Dinâmico-Mecânica (DMA) e Análise de Citotoxicidade. A análise de DRX apresentou diminuição da cristalinidade das amostras sujeitas as modificações superficiais, característica da formação de óxidos de titânio e da camada de apatita. As espectroscopias revelaram um aumento na concentração do oxigênio e carbono nas ligas após a ablação, sugerindo que a energia do LASER favorece a difusão de átomos de oxigênio e acarreta a formação de óxidos de titânio. As amostras recobertas apresentaram uma razão molar de Ca/P de 1,0, caracterizando a formação de um filme de apatita de baixa cristalinidade. As ligas de NiTi irradiadas, associados ou não à apatita, apresentaram mudanças superficiais com propriedades morfológicas e de molhabilidade que contribuem para uma maior interação do biomaterial com o meio biológico e redução no tempo de osseointegração. Os
resultados de DSC revelaram transformações de fases distintas, onde a uma temperatura
próxima à corpórea (37⁰C) as amostras NiTi-A, B e C apresentaram-se austenítica/martensítica, predominantemente austenítica e martensítica, respectivamente.
Quanto as propriedades mecânicas, a liga NiTi-C apresentou o menor valor de microdureza Vickers (273,14 HV + 4,15) em decorrência da estrutura cristalina do tipo monoclínica (martensítica) presente. Quanto a análise de DMA, as ligas apresentaram módulo de elasticidade inferiores a 21,5 GPa, próximo ao do osso. Os ensaios de citotoxicidade demonstraram viabilidade para as ligas de NiTi, principalmente quando submetidas ao tratamento a LASER isoladamente e associado ao recobrimento biomimético em SBF-6. Portanto, com base nos resultados apresentados, conclui-se que as ligas de NiTi-C modificadas superficialmente apresentam propriedades mecânicas, características morfológicas e biológicas favoráveis para aplicação como biomaterial, além de serem economicamente viáveis para implantes odontológicos.The nickel-titanium (NiTi) alloys has been widely used in devices of the area medical and
dental treatment due to their properties of biocompatibility, shape memory effect and
superelasticity. The implantology has sought biomaterials that offer in addition to the
mechanical resistance, proper relationship between bioactivity/biocompatibility when in
contact with biological tissues. This way, the present study aimed to obtain and analyze NiTi
alloys under the LASER action with and without deposition chemistry of apatite, in order to
evaluate the mechanical properties, physico-chemical, morphological and biological, for
application in dental implants. We obtained from three alloy compositions: equiatomic (NiTi-
A), with a higher concentration of Ni (NiTi-B) and with the greatest concentration of Ti (NiTi-
C). Part of the samples had their surfaces irradiated by LASER (Yb:YAG), in normal
atmosphere, with and without coating of apatite by Method Biomimetic employing the
solutions SBF (Simulated Body Fluid) 0 and 6. The samples were characterized by the
techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy X-ray (EDX), optical
microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Wettability, Differential Scanning
Calorimetry (DSC), Vickers microhardness, Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and
Cytotoxicity Analysis. The XRD analysis showed decrease in crystallinity of the samples
subjected to surface modifications, characteristic of the formation of titanium oxides and
apatite layer. The spectroscopy revealed an increase in the concentration of oxygen and
carbon in the alloys after ablation, suggesting that the laser energy favors the diffusion of
oxygen atoms and results in the formation of oxides of titanium. The coated samples showed
a molar ratio of Ca / P of 1.0, characterizing the formation of a film of apatite of low
crystallinity. NiTi alloys irradiated with or without the apatite, showed changes in surface
morphology and wettability properties that contribute to an increased interaction of the
biomaterial with the biological environment and reduction in the time of osseointegration. The
DSC results revealed distinct phase transformations, where a temperature close to the body
(37 ⁰ C) NiTi samples A, B and C had to austenitic / martensitic, austenitic and martensitic
predominantly, respectively. In relation to mechanical properties, the NiTi-C alloy had the
lowest value of Vickers hardness (HV 273.14 + 4.15) due to the type monoclinic crystal
structure (martensite) present. The DMA analysis, alloys showed tensile modulus below 21.5
GPa, close to the bone. The cytotoxicity assays demonstrated the feasibility of NiTi alloys,
especially when subjected to laser treatment alone and associated with the biomimetic
coating in SBF-6. Therefore, based on the results presented, we conclude that NiTi-C alloy
surface-modified showed mechanical properties, morphology and biological characteristics
favorable for application as biomaterial, besides being economically viable for dental
implants
