Comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V para uso biomédico com superfícies modificadas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Potomati, Fernanda
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15116
Resumo: Surface modification in implants is used, basically, to improve osseointegration, which is defined as the intimate contact between bone and implant material, without a soft tissue layer in the bone/implant interface. Titanium alloys, which are the most commonly used materials in the fabrication of hip stem, have an excellent biocompatibility. The surface modification of these materials can lead to a better osseointegration. The developments and studies of new modification processes are very dynamic and often related to biological aspects, for example, cellular growth on the modified surface. Studies regarding engineering and properties of the implant with modified surface are not up to date with the quickness of new processes developments and evaluation of these processes on cellular response. Since fatigue is a determinant property of implants, this study aims to evaluate the fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy with modified surfaces by laser and anodic oxidation. Thus, axial fatigue tests were performed to obtain SxN curves (Stress x number of cycles) of cylindrical specimens, in the polished and surface treated conditions. Roughness measurements and scanning electron microscopic (SEM) were used to characterize the features of the modified surface. As a result, the modification by anodic oxidation, for the parameters used, did not affect the fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy. Unlike anodic oxidation, the laser surface modification performed in this work decreases by about 30% the limit of fatigue strength of the alloy.
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The surface modification of these materials can lead to a better osseointegration. The developments and studies of new modification processes are very dynamic and often related to biological aspects, for example, cellular growth on the modified surface. Studies regarding engineering and properties of the implant with modified surface are not up to date with the quickness of new processes developments and evaluation of these processes on cellular response. Since fatigue is a determinant property of implants, this study aims to evaluate the fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy with modified surfaces by laser and anodic oxidation. Thus, axial fatigue tests were performed to obtain SxN curves (Stress x number of cycles) of cylindrical specimens, in the polished and surface treated conditions. Roughness measurements and scanning electron microscopic (SEM) were used to characterize the features of the modified surface. As a result, the modification by anodic oxidation, for the parameters used, did not affect the fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy. Unlike anodic oxidation, the laser surface modification performed in this work decreases by about 30% the limit of fatigue strength of the alloy.Implantes com superfície modificada são usados, basicamente, para melhor promover a osseointegração, que consiste no contato direto osso/implante sem a intervenção de um tecido fibroso. As ligas de titânio, que são os materiais mais utilizados na fabricação de hastes femorais, apresentam excelente biocompatibilidade. A modificação de superfície desses materiais melhora ainda mais a osseointegração. O desenvolvimento e o estudo de novos processos de modificação de superfície são bastante dinâmicos e geralmente concentram-se em estudos biológicos, como, por exemplo, o crescimento celular sobre a superfície modificada. Os estudos de engenharia e propriedades dos implantes com superfície modificada não acompanham a rapidez com que os processos de modificação são desenvolvidos e avaliados quanto à resposta biológica. Sendo a fadiga propriedade determinante na utilização de um implante, esse trabalho tem como objetivo estudar o comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V submetida a processos ainda em estudo; modificação por laser e oxidação anódica. Para tanto, foram realizados ensaios de fadiga para obtenção de curvas Tensão x Número de ciclos (curvas SxN), de corpos de prova polidos e com superfície modificada. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura e de medidas de rugosidade foram utilizadas para caracterização das superfícies. Como resultado, a modificação por anodização, para os parâmetros utilizados, não alterou o comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V. Ao contrário da oxidação anódica, a modificação da superfície por laser realizada neste trabalho diminuiu em cerca de 30% o limite de resistência à fadiga da liga.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessTitânioFadigaModificação de superfícieRugosidadeTitaniumFatigueSurface modificationRoughnessENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAComportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V para uso biomédico com superfícies modificadasFatigue behavior of surface-modified Ti-6Al-4V alloy for medical applicationsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis600600ea2697dd-8d22-4c7a-8bdd-487c739e04c7reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALFernanda_Potomati___Tese.pdfFernanda_Potomati___Tese.pdfTese finalapplication/pdf5972160https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/1/Fernanda_Potomati___Tese.pdfd62d805cc340f71fa8dab73caf43dedbMD51BCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdfBCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdfCarta Comprovanteapplication/pdf366550https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/3/BCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf5810d1a0a2cdad55397912e39a68fadbMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTFernanda_Potomati___Tese.pdf.txtFernanda_Potomati___Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain180523https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/4/Fernanda_Potomati___Tese.pdf.txt0f14b2bad55e40f7917ce01670774e9fMD54BCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf.txtBCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/6/BCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf.txt68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD56THUMBNAILFernanda_Potomati___Tese.pdf.jpgFernanda_Potomati___Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6333https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/5/Fernanda_Potomati___Tese.pdf.jpgc41f246cf8e0504c571b8019dd06e609MD55BCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf.jpgBCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg13789https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15116/7/BCO_carta_comprovante_autoarquivamento_P.pdf.jpgedb28433a556b7a1076ff20f4deddf6fMD57ufscar/151162023-09-18 18:32:20.364oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15116Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:20Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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