Anodização assistida por plasma (PEO) em liga de Ti6Al4V obtida por manufatura convencional e manufatura aditiva (DMLS), para aplicação biomédica

• Autor(a) principal: Santos, Pedro Bell
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/241981
• topic: Anodização do titânio; Ligas de titânio; Análise de tensões; Materiais biomédicos

Os revestimentos produzidos pelo processo de anodização assistida por plasma (PEO) podem ser usados para melhorar as propriedades de biocompatibilidade, desgaste e corrosão de implantes metálicos, devido a morfologia complexa e a formação de óxidos com a possibilidade da incorporação de elementos bioativos. Contudo, é necessária a compreensão do efeito dos parâmetros operacionais, bem como, do processo de fabricação sobre as propriedades desses revestimentos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da tensão na obtenção de revestimentos por PEO sobre a liga Ti- 6Al-4V produzida por manufatura convencional (laminada) e manufatura aditiva, pela técnica Sinterização Direta de Metal por Laser (DMLS), visando melhorar a resistência ao desgaste e diferenciação osteogênica de células-tronco mensenquimais. Os revestimentos foram obtidos em um eletrólito à base de Ca e P, aplicando-se diferentes tensões (200 V, 250 V e 300 V), utilizando-se para isso uma fonte de corrente alternada pulsada. As caracterizações morfológicas, estruturais e físico-químicas foram realizadas por: MEV/FEG; DRX; RBS; perfilometria de contato; determinação do ângulo de contato pelo método da gota séssil. O comportamento quanto a resistência ao desgaste foi avaliado em um tribômetro na configuração “ball-on-plate”. Os resultados mostraram que os revestimentos obtidos apresentaram morfologia porosa, com diferentes espessuras e rugosidades, sendo essas características dependentes da tensão aplicada. Os elementos bioativos (Ca e P) foram incorporados aos revestimentos e suas concentrações aumentaram com a tensão máxima aplicada. Os revestimentos foram constituídos principalmente de óxidos de titânio nas fases rutilo e anatase. A resistência ao desgaste da amostra obtida com a tensão de 300V (Ti-PEO300V) foi prejudicada pela presença de microtrincas em sua morfologia e sua grande rugosidade superficial, em relação a amostra obtida com a tensão de 200V (Ti-PEO200V). Além disso, os revestimentos obtidos sobre Ti-6Al-4V produzido pela técnica de manufatura aditiva, evidenciaram o efeito da microestrutura sobre as propriedades tribológicas e morfológicas, como: superior resistência ao desgaste e maior espessamento de camada, em relação aos resultados encontrados nos revestimentos obtidos sobre manufatura convencional. O estudo da citocompatibilidade com células-tronco mesenquimais (CTMs), revelou que a amostra Ti-PEO200V apresentou níveis de citocompatibilidade e adesão inicial superiores aos do substrato não revestido, além de capacidade inata de osteodiferenciação de CTMs, apresentando considerável potencial para uso em aplicações de reparo ósseo.