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Comparação entre Comparação entre recobrimentos de recobrimentos de
hidroxiapatita depositados em hidroxiapatita depositados em aços inoxidáveis austeníticos aços inoxidáveis austeníticos
com alto teor de nitrogênio por com alto teor de nitrogênio por aspersão a plasmaaspersão 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
![Page 2: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/2.jpg)
BiomateriaisBiomateriais
Biocompatibilidade
Biofuncionabilidade
Bioatividade
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BiocompatibilidadeBiocompatibilidade
1. Biodegradabilidade controlada
2. Quimicamente inerte (geralmente)
3. Não causar reação a corpo estranho
4. Não causar prejuízo ao tecido hospedeiro
![Page 4: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/4.jpg)
BioatividadeBioatividade
Propriedades relacionadas com:
Proliferação celular
Diferenciação celular
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Próteses OrtopédicasPróteses Ortopédicas
Adesão Resistência mecânica Resistência à corrosão Preço Alergia a Ni Peso
![Page 6: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/6.jpg)
Aço Inox. Aust. X Ligas de TitânioAço Inox. Aust. X Ligas de Titânio
Resistência mecânica maior
Mais barato
Possui, geralmente, níquel na composição.
Resistência à corrosão maior
Mais leve
Não possui níquel na composição
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Aços Inox. Austen. com alto Aços Inox. Austen. com alto teor de Nitrogênioteor de Nitrogênio
Melhor resistência à corrosão:
Generalizada; Por pite; Sob tensão; Sob fadiga.
1. Alta pureza: Livres de ferrita delta; Livres de fase sigma; Livres de precipitados; Baixa quantidade de
inclusões.
2. Não-magnéticos;
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HidroxiapatitaHidroxiapatita
Fosfato de cálcio Frágil Natural ou artificial Biocompatível e
bioativa Recobrimento poroso.
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ObjetivosObjetivos
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.
32
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Materiais e MétodosMateriais e Métodos
Hidroxiapatita:Hidroxiapatita:
Artificial;
comercializada em forma de pó;
tamanho médio das partículas = 8,5µm.
![Page 11: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/11.jpg)
Materiais e MétodosMateriais e Métodos
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 --
Aços utilizados como substratos.Aços utilizados como substratos.
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Materiais e MétodosMateriais 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.
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Camadas DepositadasCamadas Depositadas
1.1. MEVMEV Não sofrem influência
dos diferentes aços. Porosidade varia com
a amperagem.
![Page 14: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/14.jpg)
Camadas DepositadasCamadas Depositadas1. P558 - 60V / 300A – 2000X
![Page 15: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/15.jpg)
Camadas DepositadasCamadas Depositadas2. P558 - 60V / 400A – 2000X
![Page 16: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/16.jpg)
Camadas DepositadasCamadas Depositadas3. P558 - 60V / 500A – 1000X
![Page 17: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/17.jpg)
Camadas depositadasCamadas depositadas
2.2. DRXDRX Hidroxiapatita
substituída
> amperagem
> número de fases diferentes
Difratograma representativo com as principais fases formadas na camada depositada sobre o
aço P558 com 500A/60V
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Camadas depositadasCamadas depositadas
3.3. Dissolução da camada em SBF Dissolução da camada em SBF
Razão 0,05
Períodos de 1, 7, 14, 21 e 28 dias
37 ºC
pH = 7,25
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Camadas depositadasCamadas depositadas
Concentrações de Ca e P em soluções com amostras recobertas com 300 e 500 A, Concentrações de Ca e P em soluções com amostras recobertas com 300 e 500 A, em ppm, com o tempo de dissolução.em ppm, com o tempo de dissolução.
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
500 A/60V 21,63 - 98,7 42,24 - 205,5 55,01 - 279,2 80,77 - 365,3 105,69 - 447,2
4.4. Quantificação de Ca e P nas soluções.Quantificação de Ca e P nas soluções.
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Camadas depositadasCamadas depositadas
5.5. DRX nas amostras após ensaio de dissoluçãoDRX nas amostras após ensaio de dissolução Os ensaios de DRX após os ensaios de dissolução
mostram o aparecimento de apatita nas superfícies das amostras.
![Page 21: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/21.jpg)
ConclusõesConclusões
A microscopia eletrônica de varredura A microscopia eletrônica de varredura mostra que recobrimentos em regimes de mostra que recobrimentos em regimes de maior amperagemmaior amperagem resultam em camadas resultam em camadas mais mais irregularesirregulares; com ; com maior superfície de maior superfície de contatocontato e e maior porosidademaior porosidade..
![Page 22: Fabio Augusto Fabozzi Claudia P. O. Ossa André Paulo Tschiptschin](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062422/56813b21550346895da3d842/html5/thumbnails/22.jpg)
ConclusõesConclusões
Por difração de raios-X observa-se que, Por difração de raios-X observa-se que, com o com o aumento da amperagemaumento da amperagem, , mais fases mais fases diferentes da hidroxiapatitadiferentes da hidroxiapatita aparecem na aparecem na camada de recobrimento.camada de recobrimento.
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ConclusõesConclusões
A análise das concentrações de Ca e P A análise das concentrações de Ca e P revelam que revelam que as amostras com mais fases as amostras com mais fases diferentes da hidroxiapatitadiferentes da hidroxiapatita (recobertas (recobertas usando-se maior amperagem) usando-se maior amperagem) têm menor têm menor taxa de dissolução nos primeiros 7 dias, taxa de dissolução nos primeiros 7 dias, embora a diferença seja muito pequena; e embora a diferença seja muito pequena; e que que este resultado se inverte a partir dos 21 este resultado se inverte a partir dos 21 diasdias. .
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AgradecimentosAgradecimentos
Ao Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin e a Cláudia P.O. Ossa pelo apoio, amizade,
suporte e ensinamentos.
Ao CNPQ e ao PIBIC.