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Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin

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

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. Biomateriais • Biocompatibilidade • Biofuncionabilidade • Bioatividade

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

  4. Bioatividade Propriedades relacionadas com: • Proliferação celular • Diferenciação celular

  5. Próteses Ortopédicas • Adesão • Resistência mecânica • Resistência à corrosão • Preço • Alergia a Ni • Peso

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

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

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

  9. 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.

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

  11. Elemento %Cr % Mn %Mo %N %C %Si %Ni %Nb F138 17,50 1,69 2,70 0,068 0,01 0,16 14,50 -- F1586 21,06 3,62 2,44 0,37 0,017 0,16 10,60 0,40 P558 16,70 9,90 3,30 0,48 0,16 0,40 0,014 -- Materiais e Métodos Aços utilizados como substratos.

  12. 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.

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

  14. Camadas Depositadas • P558 - 60V / 300A – 2000X

  15. Camadas Depositadas 2. P558 - 60V / 400A – 2000X

  16. Camadas Depositadas 3. P558 - 60V / 500A – 1000X

  17. 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

  18. 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

  19. Parâmetros 1dia Ca-P 7dias Ca-P 14dias Ca-P 21dias Ca-P 28dias Ca-P 300 A/60V 24,6 - 100,6 48,67 - 204,6 55,01 - 285,4 62,04 - 363,46 74,49 - 433,36 500A/60V 21,63 - 98,7 42,24 - 205,5 55,01 - 279,2 80,77 - 365,3 105,69 - 447,2 Camadas depositadas Concentrações de Ca e P em soluções com amostras recobertas com 300 e 500 A, em ppm, com o tempo de dissolução. 4.Quantificação de Ca e P nas soluções.

  20. 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.

  21. 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.

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

  23. 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.

  24. 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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