Corrosive effects of fluoride on titanium: Investigation by X‐ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, and human epithelial cell culturing

Abstract

High fluoride (F(-)) concentrations and acidic pH impair the corrosion resistance of titanium (Ti). Effects of F(-)-containing caries-preventive prophylactic rinses, and gels on Ti were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). Human epithelial cell attachment and proliferation were investigated by dimethylthiazol-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) and protein content assays. Aqueous 1% NaF solution (3800 ppm F(-), pH 4.5) or high (12,500 ppm) F(-) content gel (pH 4.8) strongly corroded the surface and modified its composition. XPS revealed formation of a strongly bound F(-)-containing complex (Na(2)TiF(6)). AFM indicated an increase in roughness (R(a)) of the surfaces: 10-fold for the NaF solution and smaller for the gel or a mouthwash (250 ppm F(-), pH 4.4). MTT revealed that cell attachment was significantly increased by the gel, but was not disturbed by either the mouthwash or the NaF. Cell proliferation determined by MTT decreased significantly only for the NaF-treated samples; protein content assay experiments showed no such effect. This study indicates that epithelial cell culturing results can depend on the method used, and the adverse effects of a high F(-) concentration and low pH should be considered when prophylactic gels are applied by patients with Ti implants or other dental devices.

Surface Aspects of Titanium Dental Implants

“…Typical XPS spectra of geltreated Ti discs (B). Three new peaks can be observed on the spectra originating from Na 2 TiF 6 , which modifies the TiO 2 layer of the surface (Stájer et al, 2008).…”

Avaliação da resistência à corrosão de titânio comercialmente puro submetido à desinfecção química e polarização em salivas artificiais com diferentes pHs

“…Geralmente o TiO 2 , que é o óxido mais estável, começa a formar dentro de nanosegundos e alcança a espessura de 20-100 Ä em 1 segundo (STÁJER et al, 2008). Este óxido mantém boa adesão com o substrato do titânio (HUANG, 2002) e é impenetrável para o oxigênio (STÁJER et al, 2008), formando uma camada de passivação que age na proteção do titânio contra a corrosão (CANAY, et al 1998). …”

“…Os enxaguatórios bucais, cremes dentais, géis profiláticos contêm flúor em sua composição e os íons flúor presentes nestes produtos alteram a resistência à corrosão do titânio e suas ligas. Como os íons flúor são muito agressivos ao filme protetor TiO 2 , formado no titânio e em ligas de titânio, estes produtos devem ser evitados porque criam um meio ácido que levam a degradação da camada de óxido do titânio (CANAY et al, 1998;CHATURVEDI, 2009;IIJIMA et al, 2010;MABILLEAU et al, 2006;MATONO et al 2006;NAKAGAWA et al 1999;RECLARU e MEYER, 1997;STÁJER, et al, 2008;ZHANG, ZHENG, LIU, 2009).…”

“…A corrosão do titânio em meios fluoretados acorre pela conversão dos íons flúor (F -) em ácido fluorídrico (HF) e depende do pH da solução, quanto menor o pH, mais íons flúor são convertidos em ácido fluorídrico e conseqüentemente ocorre redução da resistência à corrosão (HUANG, 2002(HUANG, , 2003IIJIMA et al, 2010;MATONO et al, 2009;NOGUCHI et al, 2008;STÁJER, 2008;TAKEMOTO et al 2009). Quando o ácido fluorídrico agride o titânio, o filme de óxido passivo TiO 2 é destruído, passando a formar Na 2 TiF 6 que é menos estável e não protege o titânio e suas ligas da corrosão (HUANG, 2002(HUANG, , 2003STÁJER, 2008).…”

“…Quando o ácido fluorídrico agride o titânio, o filme de óxido passivo TiO 2 é destruído, passando a formar Na 2 TiF 6 que é menos estável e não protege o titânio e suas ligas da corrosão (HUANG, 2002(HUANG, , 2003STÁJER, 2008).…”