Cerâmica experimental a base de fosfato de cálcio com adição de nanopartículas de dióxido de titânio: desenvolvimento, caracterização e análise de propriedades mecânicas e química

• Autor(a) principal: Pereira, Letícia Florindo
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-10112022-154047/
• topic: Apatitas; Apatites; Bone; Cerâmicas; Ceramics; Dental materials; Materiais dentários; Nanotechnology; Nanotecnologia; Osso

Este estudo propôs o desenvolvimento e caracterização de uma nova cerâmica para uso odontológico feita a partir de hidroxiapatita (HA). A HA foi extraída de ossos bovinos, com a intenção de reaproveitar esses resíduos sólidos e transformá-los em um material sustentável e de baixo custo. Além disso, a adição de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) (5 e 8%) a este material foi realizada na tentativa de melhorar suas propriedades mecânicas e químicas. Discos (Ø 14 ± 2 mm; espessura = 1.2 ± 0.2 mm) foram obtidos por prensagem uniaxial e isostática a partir de um pó de hidroxiapatita bovina e nanopartículas de TiO2 e sinterizados a 1300ºC por 2 horas. Três grupos experimentais foram desenvolvidos (HA, HA+5%TiO2 e HA+8%TiO2) e caracterizados microestruturalmente por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Para análise mecânica e química dos materiais, os testes de tenacidade à fratura pelo método da indentação, de resistência à flexão biaxial (RFB) e de solubilidade química foram realizados. Os espectros de DRX revelaram, para o grupo HA, o aparecimento de um pico correspondente ao beta-tricálcio fosfato (ß-TCP). Para HA+5%TiO2 e HA+8%TiO2, toda a composição de HA e TiO2 foi convertida em ß-TCP e titanato de cálcio (CaTiO3). A tenacidade à fratura foi maior para HA+5%TiO2 (1,34 ± 0,26 MPa.m1/2) e HA+8%TiO2 (1,28 ± 0,21 MPa.m1/2) do que para HA (0,65 ± 0,10 MPa.m1/2). HA apresentou resistência característica significativamente maior (295,8 MPa) em relação aos grupos com 5% (235,1 MPa) e 8% (214,4 MPa) de nanopartículas de TiO2. Os valores de módulo Weibull dos três grupos foram estatisticamente semelhantes. Os resultados de solubilidade indicaram que todas as cerâmicas experimentais estavam acima do limite de 2000 ug/cm2 permitido pela International Organization for Standardization (ISO) 6872:2015. A cerâmica experimental de fosfato de cálcio com adições de 5% e 8% de TiO2 alcançou propriedades mecânicas desejáveis, mas valores de solubilidade química muito elevados.