Os materiais utilizados em implantes médicos e odontológicos são geralmente confeccionados de ligas metálicas e devem conter formatos, topografias e propriedades físico-químicas específicas que permitam a adequação funcional ao tecido biológico. Diante da realização de alterações necessárias para a indução de funcionalidade ao material, os implantes a base de titânio (Ti) metálico ou suas ligas são a principal escolha devido a características importantes como a alta resistência mecânica e resistência à corrosão associada à oxidação espontânea, com formação de uma camada amorfa de TiO2. Essa pode também ser correlacionada com estabilidade física, biocompatibilidade e capacidade de osseointegração, culminando em desfecho clínico adequado e desempenho a longo prazo. Embora haja uma elevada e satisfatória taxa de sucesso de implantes, falhas e complicações ainda ocorrem devido a múltiplas causas como infecções pré ou pós-operatórias, baixa densidade óssea associada a doenças como osteoporose, além de algumas doenças sistêmicas como diabetes mellitus, entre outros. Diante das possíveis falhas e do incompleto processo de osseointegração, estudos vêm ampliando a busca de modificações na superfície dos implantes que objetivam a redução do tempo de osseointegração, aumento das propriedades antimicrobianas e controle da resposta imune originada pela presença de um corpo estranho, garantindo, dessa maneira, condições propícias para o êxito do implante. A modificação proposta é baseada na adição de fármacos à superfície dos implantes, como os bisfosfonatos, os quais são capazes de modular a resposta óssea e imunológica do tecido biológico. Apesar de ser considerado potencialmente inerte, o Ti presente nos implantes, com ou sem modificações, é capaz de interagir com o sistema imune, sendo caracterizado como imunomodulatório. A ligação de proteínas do sangue e fluidos intersticiais e chegada de células do sistema imune como neutrófilos, monócitos e macrófagos são os processos iniciais envolvendo a interação do biomaterial com o sistema imune. Estudos envolvendo a biofuncionalização de implantes de Ti com a resposta de células do sistema imune tanto humano quanto animal, principalmente nas etapas iniciais do processo pós implante são escassos, sendo a maioria das análises realizada estritamente in vitro. Sendo assim, diante do papel imunomodulatório do Ti e das possíveis modificações na superfície deste material, torna-se importante compreender o processo inflamatório que precede a osseointegração e associá-lo aos possíveis desfechos clínicos, que culminam no sucesso ou na falha do implante.

A presente proposta faz parte de um contexto multidisciplinar, inserida na nova área da nanobiotecnologia, a qual deve revolucionar o diagnóstico e tratamento de diversas doenças e patologias. O dióxido de titânio nanoestruturado (TiO2) tem sido empregado como modificadores de superfície em implantes médicos, promovendo melhoria na resistência à biocorrosão do material e aumento da bioatividade dos óxidos, apresentando resultados promissores na interação com o tecido vivo. Apesar da biocompatibilidade deste óxido ser reconhecida, ainda existem muitos aspectos dos mecanismos de adesão entre as proteínas e a superfície do material. Quimicamente a superfície desses óxidos, é principalmente terminada por grupos-OH que podem ser prontamente funcionalizados. Essa funcionalização química ou simplesmente uma alteração física da superfície do material, pode melhorar a interação do óxido com o ambiente biológico. Este projeto propõe sintetizar filmes finos de TiO2 sobre substratos de titânio metálico, utilizando a técnica de Spin coating e estudar diferentes estratégias de funcionalização das superfícies. Pretende-se também, avaliar os parâmetros físico-químicos e termodinâmicos, a fim de se analisar a melhor interação e adsorção entre proteína e superfície metálica, já que diferentes aplicações biomédicas requerem diferentes propriedades de interação proteína-óxido. Diferentes estratégias de funcionalização e adsorção serão estudadas e testadas em sistemas biológicos in vitro.