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Comparação entre recobrimentos de hidroxiapatita depositados em aços inoxidáveis austeníticos com alto teor de nitrogênio por aspersão a plasma Fabio.

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2 Comparação entre recobrimentos de hidroxiapatita depositados em aços inoxidáveis austeníticos com alto teor de nitrogênio por aspersão a plasma Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo – Brasil

3 Biomateriais Biocompatibilidade Biofuncionabilidade Bioatividade

4 Biocompatibilidade 1. Biodegradabilidade controlada 2. Quimicamente inerte (geralmente) 3. Não causar reação a corpo estranho 4. Não causar prejuízo ao tecido hospedeiro

5 Bioatividade Propriedades relacionadas com: Proliferação celular Diferenciação celular

6 Próteses Ortopédicas Adesão Resistência mecânica Resistência à corrosão Preço Alergia a Ni Peso

7 Aço Inox. Aust. X Ligas de Titânio Resistência mecânica maior Mais barato Possui, geralmente, níquel na composição. Resistência à corrosão maior Mais leve Não possui níquel na composição

8 Aços Inox. Austen. com alto teor de Nitrogênio Melhor resistência à corrosão: Generalizada; Por pite; Sob tensão; Sob fadiga. 1. Alta pureza: Livres de ferrita delta; Livres de fase sigma; Livres de precipitados; Baixa quantidade de inclusões. 2. Não-magnéticos;

9 Hidroxiapatita Fosfato de cálcio Frágil Natural ou artificial Biocompatível e bioativa Recobrimento poroso.

10 Objetivos O objetivo deste estudo foi o de comparar os efeitos dos recobrimentos feitos por aspersão a plasma em diferentes regimes de voltagem/amperagem, a fim de controlar-se propriedades essenciais ao sucesso do recobrimento para o fim proposto.

11 Materiais e Métodos Hidroxiapatita: Artificial; comercializada em forma de pó; tamanho médio das partículas = 8,5µm.

12 Materiais e Métodos Elemento%Cr% Mn%Mo%N%C%Si%Ni%Nb F13817,501,692,700,0680,010,1614,50-- F158621,063,622,440,370,0170,1610,600,40 P55816,709,903,300,480,160,400,014-- Aços utilizados como substratos.

13 Materiais e Métodos Recobrimento utilizando 60V e 300, 400 e 500 A. Microscopia eletrônica de varredura (MEV); Difração de raios-X (DRX); Dissolução em Simulated Body Fluid (SBF); Quantificação de Ca e P nas soluções por espectroscopia de emissão atômica.

14 Camadas Depositadas 1. MEV Não sofrem influência dos diferentes aços. Porosidade varia com a amperagem.

15 Camadas Depositadas 1.P V / 300A – 2000X

16 Camadas Depositadas 2. P V / 400A – 2000X

17 Camadas Depositadas 3. P V / 500A – 1000X

18 Camadas depositadas 2. DRX Hidroxiapatita substituída > amperagem > número de fases diferentes Difratograma representativo com as principais fases formadas na camada depositada sobre o aço P558 com 500A/60V

19 Camadas depositadas 3. Dissolução da camada em SBF Razão 0,05 Períodos de 1, 7, 14, 21 e 28 dias 37 ºC pH = 7,25

20 Camadas depositadas Concentrações de Ca e P em soluções com amostras recobertas com 300 e 500 A, em ppm, com o tempo de dissolução. Parâmetros1dia Ca-P7dias Ca-P14dias Ca-P21dias Ca-P28dias Ca-P 300 A/60V 24, ,648, ,655, ,462, ,4674, , A/60V 21, ,742, ,555, ,280, ,3105, ,2 4. Quantificação de Ca e P nas soluções.

21 Camadas depositadas 5. DRX nas amostras após ensaio de dissolução Os ensaios de DRX após os ensaios de dissolução mostram o aparecimento de apatita nas superfícies das amostras.

22 Conclusões A microscopia eletrônica de varredura mostra que recobrimentos em regimes de maior amperagem resultam em camadas mais irregulares; com maior superfície de contato e maior porosidade. A microscopia eletrônica de varredura mostra que recobrimentos em regimes de maior amperagem resultam em camadas mais irregulares; com maior superfície de contato e maior porosidade.

23 Conclusões Por difração de raios-X observa-se que, com o aumento da amperagem, mais fases diferentes da hidroxiapatita aparecem na camada de recobrimento. Por difração de raios-X observa-se que, com o aumento da amperagem, mais fases diferentes da hidroxiapatita aparecem na camada de recobrimento.

24 Conclusões A análise das concentrações de Ca e P revelam que as amostras com mais fases diferentes da hidroxiapatita (recobertas usando-se maior amperagem) têm menor taxa de dissolução nos primeiros 7 dias, embora a diferença seja muito pequena; e que este resultado se inverte a partir dos 21 dias. A análise das concentrações de Ca e P revelam que as amostras com mais fases diferentes da hidroxiapatita (recobertas usando-se maior amperagem) têm menor taxa de dissolução nos primeiros 7 dias, embora a diferença seja muito pequena; e que este resultado se inverte a partir dos 21 dias.

25 Agradecimentos Ao Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin e a Cláudia P.O. Ossa pelo apoio, amizade, suporte e ensinamentos. Ao CNPQ e ao PIBIC.


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