Funcionalização de nanotubos de TiO2 sobre a liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta por eletrodeposição de hidroxiapatita

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fatichi, Alberto Zanesco, 1989-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/6812
Resumo: Orientadores: Alessandra Cremasco, Rubens Caram Junior
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Ao ajustar as condições operacionais do processo eletroquímico, como: potencial de anodização, tempo de ensaio, composição química, concentração, temperatura e pH do eletrólito, a morfologia da camada nanoestruturada de TiO2 pode ser modificada de modo a se obter uma camada altamente ordenada de nanotubos. A modificação da superfície de ligas de titânio empregadas como biomateriais nas áreas de ortopedia e odontologia, pode levar a um benéfico e substancial aumento da área de contato entre o implante e o osso e, consequentemente, a um aumento da osseointegração, facilitando o período pós-operatório e evitando cirurgias de recuperação futuras. Este trabalho descreve, em especial, o comportamento de anodização da liga do tipo-?, Ti-35Nb-7Zr-5Ta, selecionada devido à sua biocompatibilidade, alta resistência específica e módulo de elasticidade próximo ao do osso cortical. Para destacar as diferenças de morfologia dos óxidos anódicos obtidos tanto em eletrólito aquoso quanto em eletrólito orgânico aplicando diferentes potenciais e tempos de anodização, a microscopia eletrônica de varredura foi usada e mostrou a formação de estrutura nanotubular, com paredes finas e bem definidas. A transição dos nanotubos de TiO2 amorfos para estruturas cristalinas de anatase e rutilo após tratamento a laser é relatada, se mostrando um processo de cristalização com vantagem sobre os tratamentos térmicos convencionais, pois permite rápida cristalização da superfície sem afetar a microestrutura do substrato. Hidroxiapatita (HA) foi sintetizada pelo método de deposição eletroquímica sobre a liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta anodizada. A capacidade de formar hidroxiapatita nas camadas de nanotubos foi caracterizada em termos de composição de fases e microestrutura via difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que camadas de nanotubos de TiO2 funcionalizados com HA é um potencial revestimento para implantes biomédicosAbstract: Titanium oxide nanostructures due to their extraordinary properties are likely to be applied in various fields of science and technology such as engineering, medicine and energy. Such nanometric titanium oxide structures can be produced using aqueous or organic electrolytes based on fluoride anions through the anodic oxidation process, often called electrochemical anodization. By adjusting the operational conditions of the electrochemical technique, such as: anodizing potential, test time, composition, concentration, temperature and pH of the electrolyte, the morphology of the nanostructured TiO2 layer can be modified in order to obtain a highly ordered layer of nanotubes. Surface modification of titanium alloys used as biomaterials in orthopedics and dentistry, can lead to a beneficial substantial increase in the area of contact between the implant and the bone and, consequently, to an increase in the osteointegration, facilitating the postoperative period and avoiding future revision surgeries. This work describes, in particular, the anodizing behavior of the promising ?-alloy, Ti-35Nb-7Zr-5Ta, selected due its excellent biocompatibility, high specific strength, and Young's modulus close to that of cortical bone. Scanning electron microscopy was used to highlight the differences in the morphology of the anodic oxides obtained in both aqueous and organic electrolytes by applying different anodizing potentials and times, and showed the formation of a nanotubular structure, with thin and well-defined walls. The transition of amorphous TiO2 nanotubes to crystalline structures of anatase and rutile after laser treatment has been reported to be a crystallization process with advantage over conventional heat treatments, enabling rapid crystallization of the surface, with no effect on the substrate microstructure. Hydroxyapatite (HA) was synthesized via electrochemical deposition method on anodized Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy. The ability to form hydroxyapatite on the nanotube layers was characterized in terms of phase composition and microstructure via X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicated that the TiO2 nanotube layer functionalized with HA is a potential coating for biomedical implantsDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia MecânicaCNPQ140839/2018-6[s.n.]Cremasco, Alessandra, 1983-Caram Junior, Rubens, 1958-Afonso, Conrado Ramos MoreiraChaves, Ricardo RissoSoyama, JulianoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFatichi, Alberto Zanesco, 1989-20222022-07-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (112 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/6812FATICHI, Alberto Zanesco. Funcionalização de nanotubos de TiO2 sobre a liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta por eletrodeposição de hidroxiapatita. 2022. 1 recurso online (112 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/6812. 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