Estudo da composi????o elementar, corros??o e citotoxicidade da liga de magn??sio AZ31 para uso como biomaterial

• Autor(a) principal: SILVA, CAIO A.J. da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32723
• topic: biological materials; magnesium alloys; aluminium; zinc; corrosion; chemical composition; testing; electrodes; electrolytes; x-ray fluorescence analysis; x-ray spectroscopy; neutron activation analyzers

O interesse na utiliza????o de ligas de magn??sio em aplica????es m??dicas se deve a sua biocompatibilidade com o corpo humano combinada com sua biodegradabilidade, fornecendo um suporte mec??nico tempor??rio e corroendo totalmente ap??s a cura celular. A principal limita????o da aplica????o destas ligas como biomateriais ?? a ocorr??ncia da corros??o antes da cura celular, desfavorecendo sua funcionalidade durante o tratamento. Dessa forma, nesta pesquisa foi realizada uma avalia????o qu??mica, ensaios de corros??o utilizando solu????es corp??reas simuladas e caracteriza????o dos produtos de corros??o nos materiais: magn??sio comercialmente puro (Mg-CP) e a liga de Mg AZ31. A an??lise por ativa????o com n??utrons (NAA) e a espectrometria de fluoresc??ncia de raios X por dispers??o em comprimento de onda (WD XRFS) foram utilizadas para determinar a composi????o qu??mica e o teste de citotoxicidade in vitro para avalia????o da biocompatibilidade dos materiais estudados. Para avaliar a corros??o foram realizados testes de monitoramento de pH pela visualiza????o da corros??o em ??gar-??gar, monitora????o de pH global, t??cnicas de varredura de eletrodo vibrat??rio (SVET) e de eletrodo de ??on seletivo (SIET) e determina????o de perda de massa das amostras na corros??o. A caracteriza????o da superf??cie ap??s os ensaios de corros??o foi realizada por meio de imagens (macrografias e micrografias) e an??lises de composi????o qu??mica por espectr??metro de raios X por dispers??o de energia (EDS). Os resultados da NAA de materiais de refer??ncia certificados de ligas met??licas apresentaram uma boa precis??o e exatid??o, indicando viabilidade de aplica????o desta t??cnica na an??lise de materiais a base de magn??sio. A an??lise da amostra de Mg-CP por NAA indicou a presen??a de impurezas de diversos elementos, cujos teores foram inferiores a 0,5 %. J?? na amostra de liga AZ31, os elementos de liga Al, Mn e Zn quantificados est??o dentro das faixas especificadas pelo fabricante e, adicionalmente, foi detectada a presen??a de As, La, Na e Sb os quais n??o s??o citados no documento da especifica????o. Nos ensaios de corros??o do Mg-CP e da liga AZ31, pela visualiza????o de pH local e medidas de pH global, foi verificado em que ambos os materiais a solu????o de NaCl apresentou maior agressividade seguida da solu????o de tamp??o fosfato salino (PBS) e fluido corp??reo simulado (SBF). Nas an??lises de corros??o da liga AZ31 foi verificada a presen??a de microfilamentos e forma????o de g??s hidrog??nio (H2) na superf??cie das amostras. Durante o ensaio no SVET, foi observado que as bolhas de H2 ocorrem pr??ximas ??s regi??es an??dicas. Nos ensaios de corros??o por imers??o em SBF, foi verificada maior perda de massa e taxa de corros??o mais elevada no Mg-CP, comparado com a liga AZ31. Em rela????o ao ataque localizado, embora os elementos de liga estabilizem o filme de Mg(OH)2, a liga AZ31 apresentou maior susceptibilidade a este tipo de ataque devido ?? presen??a de precipitados de Al-Mn. As perdas de massa dos materiais a base de magn??sio e as concentra????es do elemento Mg dos produtos de corros??o indicaram aumento com o tempo de imers??o. Com rela????o ao ensaio de citotoxicidade, a liga AZ31 n??o apresentou toxicidade, apesar de elementos como Al, Mn e Zn, estarem presentes nesta liga.