Caracterização estrutural, mecânica, química e eletroquímica de ligas experimentais de titânio para implantes dentários

Autor(es)

Jairo Matozinho Cordeiro

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Odontologia de Piracicaba
• Data de defesa: 2017-02-17

Membros da banca

Valentim Adelino Ricardo Barão; Wirley Gonçalves Assunção; Antônio Pedro Ricomini Filho

• Orientador: Valentim Adelino Ricardo Barão

Resumo

Este trabalho objetivou fornecer um resumo de vários aspectos relevantes de ligas de titânio (Ti) para uso como implantes dentários. As informações existentes sobre as propriedades mecânicas, químicas, eletroquímicas e biológicas das principais ligas desenvolvidas nos últimos anos foram profundamente revisadas para fornecer evidências científicas a favor da substituição do titânio comercialmente puro (Ticp) por suas ligas na prática clínica. Posteriormente, foi conduzido um estudo in vitro com a finalidade de avaliar as características estruturais, mecânicas, químicas, eletroquímicas e biológicas de ligas binárias e ternárias de Ti contendo zircônio (Zr) e nióbio (Nb). Ligas experimentais foram desenvolvidas (% em massa): Ti-5Zr, Ti-10Zr, Ti-35Nb-5Zr e Ti-35Nb-10Zr, e usinadas em forma de discos com 10 mm de diâmetro e 2 mm de espessura. Discos de Ticp e da liga Ti-6Al-4V foram usados como controles. Análise microestrutural foi realizada por meio de difratometria de raios-X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades mecânicas de microdureza Vickers e módulo de elasticidade foram avaliadas. As características de superfície foram analisadas através da espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia de força atômica (AFM), rugosidade de superfície (Ra, Rq, Rt, Rz) e energia livre de superfície. O ensaio eletroquímico constou de testes padrões conduzidos em solução de fluido corpóreo (pH 7,4) para simular o plasma sanguíneo. Adsorção de albumina foi mensurada através do método do ácido bicinconínico. Os dados foram avaliados por meio do teste ANOVA de um fator e teste de Tukey (? = 0,05). As ligas de Ti podem ser modificadas por processos termomecânicos afetando sua microestrutura e consequentemente suas propriedades mecânicas. O Ticp e as ligas Ti-Zr apresentaram em sua microestrutura apenas a fase ?. As ligas Ti-6Al-4V e Ti-35Nb-5Zr apresentaram uma estrutura cristalina ?+?. A fase ? foi detectada para a liga Ti-35Nb-10Zr. Foi observado na literatura melhores propriedades para as ligas de Ti, tais como baixo módulo de elasticidade, alta resistência à tração, biocompatibilidade satisfatória, adequada resistência à corrosão e segurança e sobrevida in vivo semelhantes ao Ticp. No estudo in vitro, todas as ligas apresentaram microdureza superior à do Ticp (p < 0,05). O módulo de elasticidade foi estatisticamente inferior para as ligas Ti-Nb-Zr (p < 0,05). Todos os materiais apresentaram em sua constituição os elementos específicos de cada liga acrescidos de carbono e oxigênio. De uma forma geral, todos os grupos apresentaram uma camada de óxido nativa em sua superfície formada principalmente por TiO2. Ticp apresentou a maior rugosidade de superfície dentre os grupos (p < 0,05) enquanto a liga Ti-10Zr apresentou menor energia livre de superfície. Esta liga apresentou ainda o melhor comportamento eletroquímico devido à combinação de maiores valores de resistência à polarização e menores valores de capacitância (p < 0,05). As ligas Ti-Nb-Zr apresentaram a menor estabilidade eletroquímica. Não houve diferenças significativas entre os grupos com relação à adsorção de albumina. A superioridade das ligas de Ti em relação ao Ticp é evidente em vários aspectos, apesar disso não há evidências científicas que assegurem a substituição total deste material in vivo. Estudos in vivo com as novas ligas de Ti devem ser encorajados com a finalidade de consolidar o seu uso como substitutos do Ticp. As ligas do tipo ? tem demonstrado serem mais promissoras para aplicações biomédicas. Apesar disso, a liga binária ? Ti-Zr exibiu a melhor combinação de propriedades mecânicas e eletroquímicas, sendo forte candidata para uso em implantes dentários (AU)

• Processo FAPESP: 14/26853-2 - Caracterização estrutural, mecânica, química e eletroquímica de ligas experimentais de titânio para implantes dentários
• Beneficiário: Jairo Matozinho Cordeiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado