Integração de Processos Metalúrgicos, Aditivos e Biológicos no Desenvolvimento de Ligas Equimássicas de Titânio para Implantes

• Processo: 25/11856-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Carlos Roberto Grandini
• Beneficiário: Rafael Formenton Macedo dos Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/01132-2 - Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Tecnologia Assistiva (CMDTA), AP.CCD
• Assunto(s): Teste de biocompatibilidade Biomateriais Ligas de titânio Impressão tridimensional Tecnologia assistiva
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biocompatibilidade | Biomateriais | Ligas de Ti | Manufatura Aditiva | tecnologia assistiva | Ligas de Ti

Resumo

O aumento da demanda por terapias ortopédicas impulsiona o desenvolvimento de biomateriais mais eficientes, biocompatíveis e economicamente viáveis. As ligas de titânio, especialmente as da fase ¿ (¿-Ti), vêm sendo amplamente estudadas por apresentarem propriedades desejáveis para aplicações biomédicas, como elevada resistência à corrosão, boa biocompatibilidade e módulo de elasticidade próximo ao do osso humano. No entanto, a presença de elementos potencialmente tóxicos em ligas tradicionais como Ti-6Al-4V motivou a busca por composições alternativas, livres de alumínio e vanádio. Nesse contexto, o presente projeto propõe o desenvolvimento de ligas equimássicas dos sistemas Ti-Nb-Sn-(Ta-Mn), substituindo elementos caros e densos, como Mo e Zr, por alternativas mais leves e abundantes, como Mn e Sn, sem comprometer o desempenho mecânico e biológico. Além da seleção racional de composições, o projeto incorpora a manufatura aditiva por fusão seletiva a laser (SLM), que permite a fabricação de implantes personalizados e podem reduzir o módulo de elasticidade. Contudo, o SLM pode induzir microestruturas heterogêneas e tensões residuais, impactando negativamente na resistência à fadiga e ao desgaste. Para mitigar esses efeitos, serão avaliadas estratégias de otimização do processo. Paralelamente, será investigado o comportamento tribocorrosivo das ligas em meio fisiológico, considerando os efeitos sinérgicos da corrosão e desgaste. Por fim, serão aplicadas modificações superficiais por oxidação eletrolítica por plasma (PEO), com o objetivo de melhorar a resposta biológica e resistência à corrosão dos implantes. Espera-se, ao final, obter ligas inovadoras com propriedades mecânicas, físico-químicas e biológicas otimizadas, oferecendo soluções mais sustentáveis, seguras e eficazes para a indústria de implantes ortopédicos e odontológicos. (AU)