Revestimentos antibiocorrosivos à base de Nb2O5 na liga de magnésio WE43: Estudos de corrosão, microdesgaste/tribocorrosão e biológicos

• Processo: 24/02504-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Jéferson Aparecido Moreto
• Beneficiário: Jéferson Aparecido Moreto
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Abner de Siervo ; Carlos Alberto Fortulan ; Carlos Antonio Reis Pereira Baptista ; Guilherme Yuuki Koga ; Haroldo Cavalcanti Pinto ; Idalina Vieira Aoki ; Kahl Dick Zilnyk ; Marcelo Leite Ribeiro ; Renata Fonseca Vianna Lopez ; Rogério Valentim Gelamo
• Assunto(s): Biomateriais Propriedades mecânicas Nanomedicina Tratamento de superfícies
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | comportamento mecânico | corrosão localizada | Corrosão Uniforme | modificação superficial | Nanomedicina | Tratamentos Superficiais

Resumo

As ligas à base de magnésio (Mg) despontam como alternativas promissoras para implantes ósseos, pois em contato com o fluido fisiológico são materiais biodegradáveis e apresentam uma melhor compatibilidade mecânica com os tecidos ósseos podendo ser considerados ideais para substituir os implantes metálicos permanentes usados atualmente em reparos de fraturas e cicatrização de tecidos. No entanto, a rápida taxa de corrosão e com difícil controle destas ligas tem sido apontada como o principal impedimento para o uso deste biomaterial. Este trabalho tem como objetivo geral propor uma pesquisa aplicada e inovadora para o desenvolvimento de filmes finos de Nb2O5 sobre a superfície da liga de Magnésio WE43 com grandes perspectivas de utilização na área biomédica, pois assim, se pode planejar, controlar e localizar a taxa de degradação nos implantes. Filmes finos de Nb2O5 serão depositados sobre amostras da liga de WE43 através da técnica de pulverização catódica reativa e assim denominados de sistemas funcionalizados serão caracterizados estruturalmente e morfologicamente via microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), espectroscopia dispersiva de energia de raios-X (EDX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman (RS), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e difração de raios-X (DRX). Medidas de ângulo de contato serão efetuadas com o intuito de avaliar a hidrofobicidade das estruturas depositadas. Ensaios eletroquímicos globais (potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica) serão realizados em amostras com e sem revestimento à temperatura de 37 ± 1 °C em solução de Hank. Os testes eletroquímicos localizados (técnica do eletrodo vibratório e técnica do eletrodo de íon seletivo) serão realizados em solução de 0,05 mol L-1 NaCl. Também faz parte do escopo deste projeto de pesquisa estudar o efeito dos filmes finos de Nb2O5 nos processos de microdesgaste abrasivo e tribocorrosão. Por fim, serão realizados testes de citotoxicidade e biocompatibilidade (linha celular VERO-CCL-81), bem como análises de respostas inflamatórias com células leucocitárias de sangue humano. Ao término deste projeto de pesquisa, espera-se colaborar com o desenvolvimento, a modificação e o projeto para aplicação destes materiais para a solução de diversos problemas relacionados à área de biociências e ciência de materiais, produzindo tecnologia aplicada nas áreas regional e nacional. De forma particular, pretende-se contribuir para uma melhor compreensão dos fenômenos de corrosão localizada e uniforme da liga WE43 funcionalizada, bem como a influência do revestimento de Nb2O5 nas propriedades mecânicas e biofuncionais. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERREIRA, MURILO OLIVEIRA ALVES; WOLF, WITOR; GELAMO, ROGERIO VALENTIM; SLADE, NATALIA BUENO LEITE; GALO, RODRIGO; JASINEVICIUS, RENATO GOULART; FORTULAN, CARLOS ALBERTO; MORETO, JEFERSON APARECIDO. Advances in Enhancing the Wear Performance of Ti-6Al-4V Biomedical Alloy Through Nb₂O₅ Coating. MATERIALS, v. 18, n. 7, p. 20-pg., 2025-04-01. (24/02504-0)