Caracterização química, biológica e mecânica da liga Zr-25Ta-5Ti visando aplicações biológicas

• Autor(a) principal: Saraiva, Edriely de Oliveira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/235639
• topic: Ligas de zircônio; Biomateriais; Caracterização; Zircônio; Zirconium alloys; Biomaterials; Zirconium

A expectativa de vida aumentou 31,1 anos desde 1940, e com esse crescente envelhecimento da população aumentou também a demanda por materiais biomédicos que possam reparar ou substituir funções do corpo humano. O titânio é amplamente utilizado em aplicações biomédicas devido às suas propriedades físicas, químicas e biológicas. O zircônio possui propriedades químicas e físicas semelhantes ao titânio, possuindo também duas estruturas cristalinas. É mais estável com estrutura hexagonal compacta, conhecida como α. Em temperaturas mais altas, sua estrutura cristalina é cúbica de corpo centrado, a fase β. Com a adição de outros elementos, é possível alterar a temperatura de transformação alotrópica para modificar as frações volumétricas da fase conforme desejado. O tântalo adicionado ao zircônio é excelente para biocompatibilidade e estabilização da fase β. O titânio auxilia na biocompatibilidade e é um estabilizador β. Estudos na literatura mostram que ligas com predominância da fase β apresentam maior compatibilidade mecânica com o osso humano. Assim, neste trabalho, ligas de zircônio contendo 25%p de tântalo e 5%p de titânio foram preparadas e caracterizadas O lingote foi preparado em um forno de fusão a arco e foi submetido a um tratamento térmico a 1000°C por 24 horas em vácuo de 10- 7 torr para homogeneizar a liga e aliviar as tensões residuais de fusão. O lingote foi então laminado a quente e foi refrigerado a ar, com acabamento de aproximadamente 4 mm de espessura. Para análise química foram efetuadas medidas de densidade e composição química. As caracterizações estruturais e microestruturais da liga foram realizadas por meio de difração de raios X e imagens de micrografias ópticas (OM) e eletrônicas de varredura (SEM). Para a caracterização mecânica foram realizadas medições de microdureza e módulo de elasticidade nas três condições de liga, e por último, foram realizados testes de MTT e cristal violeta para avaliar a citotoxicidade e adesão celular das ligas. Os resultados mostraram que a liga teve uma fusão adequada, devido ao valor de densidade e a análise de composição química. As análises estrutural e microestrutural mostraram a presença das fases α, β e ω. A dureza da liga é superior ao titânio e ao zircônio, porém após o processo de laminação o valor tornou-se mais viável para aplicações biomédicas. O módulo de elasticidade mostra que a adição de tântalo diminuiu o módulo, devido à fase β que possui menor densidade, comparando com o Ti-cp e outras ligas comerciais como as ligas de cobalto e cromo; e testes biológicos indicaram que as ligas não são citotóxicas, demonstrando propriedades de ligas com potencial para futuras aplicações biomédicas