Biomateriais Metálicos na Engenharia de Tecidos

Apresentação em tema: "Biomateriais Metálicos na Engenharia de Tecidos"— Transcrição da apresentação:

1 Biomateriais Metálicos na Engenharia de Tecidos
Disciplina: Biomateriais e Biomecânica Prof. Dr. Rondinelli Donizetti Herculano 1

2 Índice Aplicações Liberação de íons Ligas Corrosão
Modificação da superfície Recobrimento (Biomimético) Processamento de novas ligas Considerações

3 Biomateriais Metálicos
1 Metais como Materiais Biocompatíveis • Aplicações dos Metais – Substituição de ossos – Reparação de ossos – Placas metálicas para fraturas, etc. – Implantes dentários, enchimento e pinos – Parafusos e grampos Partes de outros dispositivos Corações artificiais – bombas Marca-passos Cateteres Extensores (stents)

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5 Liberação de íons

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7 Corrosão

8 Tipos de Corrosão Corrosão por Pites Corrosão Galvânica
Corrosão sob tensão Esfoliação Corrosão intergranular

9 Corrosão por pites Fig. 2a) Micrografia após eletropolimento Fig. 2b) Micrografia após 144 h em NaCl

10 Corrosão por pites Fig. 3 – Micrografia da liga eletropolida Fig. 4 – Micrografia da liga corroída

11 Corrosão em superfície (camadas)

12 Biomateriais Metálicos
• Mecanismo da corrosão O estado de menor energia é o estado oxidado Átomos dos metais ionizam, entram em solução e combinam com o oxigênio Equação geral da formação da ferrugem Fe (s) ---> Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro) O2 + 2H2O + 4e- ---> 4OH- (redução do oxigênio) 2Fe + O2 + 2H2O ---> 2Fe(OH)2 Similarmente a ferrugem no ferro: os metais “escamam” • A tendência a corrosão é baseada na série eletroquímica

13 Biomateriais Metálicos
• Mecanismo da corrosão O estado de menor energia é o estado oxidado Átomos dos metais ionizam, entram em solução e combinam com o oxigênio Equação geral da formação da ferrugem Fe (s) ---> Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro) O2 + 2H2O + 4e- ---> 4OH- (redução do oxigênio) 2Fe + O2 + 2H2O ---> 2Fe(OH)2 Similarmente a ferrugem no ferro: os metais “escamam” • A tendência a corrosão é baseada na série eletroquímica

14 Electrode Potential (V)
Série Eletroquímica Element Reaction Electrode Potential (V) Gold Au++e- = Au 1.692 Au3++3e- = Au 1.498 Platinum Pt2++2e- = Pt 1.18 Palladium Pd2++2e- = Pd 0.951 Silver Ag++e- = Ag 0.7996 Copper Cu++e- = Cu 0.521 Cu2++2e- = Cu 0.3419 Hydrogen (acid) 2H++2e- = H2 Iron Fe3++3e- = Fe -0.037 Lead Pb2++2e- = Pb Tin Sn2++2e- = Sn Nickel Ni2++2e- = Ni -0.257 Cobalt Co2++2e- = Co -0.28 Cadmium Cd2++2e- = -0.403 Fe2++2e- = Fe -0.447 Chromium Cr3++3e- = Cr -0.744 Zinc Zn2++2e- = Zn Cr2++2e- = Cr -0.913 Manganese Mn2++2e- =Mn -1.185 Titanium Ti3++3e- = Ti -1.37

15 Corrosão galvânica Um exemplo de uma reação eletroquímica é a pilha galvânica, que gera energia elétrica a partir da reação entre ácido sulfúrico, cobre e zinco

16 Modificação da Superfície

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19 Ligas

20 Biomateriais Metálicos
Aço Inoxidável Ligas a base de Cobalto (Vitalium, ligas de Haynes 21) Ligas a base de Titânio Ligas de metais nobres (Ag, Pt, etc..) (Amalgama dentário)

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22 Recobrimento Biomimético

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32 Resistência a Corrosão

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36 Observa-se a formação da fase α, caracterizada pela estrutura martensítica, e a formação da fase β no contorno de grão

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40 Considerações

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42 Fim