This study evaluated the effect of TiO2 nanoparticles on dense hydroxyapatite (HA) in human osteoblastic cells (SAOS-2). The natural source of HA was bovine bones. The experimental groups were performed from particulate HA powder with or without the addition of 5 or 8% TiO2 (DPBHA, DPBHA/AnataseNp5% or DPBHA/AnataseNp5%), pressed into discs (Ø = 12.5 mm; thickness = 1.3 mm) uniaxially (100Mpa) and isostatic (200 MPa/1 min) and sintered at 1300 °C. Y-TZP discs had exact HA dimensions. The tests performed were: (1) Scanning Electron Microscopy and Dispersive Energy Spectroscopy (SEM / EDS) (2) Atomic Force Microscopy (AFM); (3) biological tests using the Alamar Blue (AB) and Alizarin Red (AR) methods. Obtained data were tabulated and submitted to 2-way ANOVA and Tukey tests for the results of AB and ANOVA and Tukey tests for AR. SEM revealed that the surface of DPBHA/AnataseNp5% resembles DPBHA surface but also contains smaller granules and that the character of DPBHA/AnataseNp8% resembles DPBHA/AnataseNp5% surface, but with irregular topography and Y-TZP showed a typical oxide ceramics surface pattern. EDS revealed Ca, O and P in all HA composed samples with Ti in the reinforced ones, and C, O and Zr in Y-TZP samples. AFM data corroborates with SEM analysis. AB test revealed excellent cellular viability for DPBHA/AnataseNp5% group and AR test revealed that all groups containing TiO2np showed more mineralized matrix deposition than all other groups, with low statistical differences between reinforced groups and DPBHA cultivated in non-osteogenic medium and much bigger in osteogenic medium, with DPBHA/AnataseNp8% showing the best results. In conclusion, the addition of TiO2np showed chemical, superficial and biological changes in the reinforced materials, with the DPBHA/AnataseNp5% group being the one that showed the best results in cell viability and DPBHA/AnataseNp5% mineralized matrix deposition.

Este estudo avaliou o efeito de nanopartículas de TiO2 em hidroxiapatita (HA) densa em células osteoblásticas humanas (SAOS-2). As fontes naturais de HA foram ossos bovinos. Os grupos experimentais foram confeccionados a partir de pó de HA com ou sem adição de 5 ou 8% de TiO2 (DPBHA, DPBHA/AnataseNp5% ou DPBHA/AnataseNp5%), prensados em discos (Ø = 12,5 mm; espessura = 1,3 mm) de forma uniaxial (100Mpa) e isostática (200 MPa/1 min) e sinterizados a 1300 °C. Discos de Y-TZP continham as mesmas dimensões de HA. Os testes executados foram: (1) Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) (2) Microscopia de Força Atômica (AFM); (3) testes biológicos utilizando os métodos de Alamar Blue (AB) e Alizarin Red (AR). Os dados obtidos foram tabelados e submetidos aos testes ANOVA 2 critérios e Tukey para os resultados de AB e ANOVA e Tukey para AR. A MEV revelou que a superfície de DPBHA/AnataseNp5% se assemelha à de DPBHA, mas também contém grãos menores e a caracterização de DPBHA/AnataseNp8% se assemelha à superfície de DPBHA/AnataseNp5%, mas com topografia irregular, e a Y-TZP mostrou um padrão superficial comum ao das cerâmicas oxidas. A EDS revelou Ca, O e P em todas as amostras compostas por HA com Ti nos grupos reforçados, e C, O e Zr nas amostras de Y-TZP. Os dados da MFA corroboram com análise de MEV. O teste de AB revelou excelente viabilidade celular para o grupo DPBHA/AnataseNp5% e o teste de AR revelou que os grupos contendo TiO2np apresentaram maior deposição de matriz mineralizada que todos os outros grupos, com pouca diferença estatística entre os grupos reforçados e DPBHA, cultivados em meio não osteogênico, e deposição de matriz mineralizada muito maior em meio osteogênico, com DPBHA/AnataseNp8% apresentando os melhores resultados. Em conclusão, a adição de TiO2np mostrou diferenças químicas, superficiais e biológicas nos materiais reforçados, sendo que o grupo DBPHA/AnataseNp5% mostrou os melhores resultados de viabilidade celular e DBPHA/AnataseNp8% de deposição de matriz mineralizada.