Resumo: O titanio e um material biocompativel e que apresenta boa resistencia a fadiga e a corrosao. Essas caracteristicas levam-no a ser muito utilizado na fabricacao de proteses ortopedicas e implantes dentarios. Entretanto, o titanio nao e bioativo. Existem varios metodos para tornar o Ti bioativo, e que resultam em diferentes superficies com diferentes propriedades. O presente estudo teve como objetivo a avaliacao de tres diferentes modificacoes na superficie do titanio comercialmente puro, grau 2, com a intencao de torna-lo bioativo; sendo estas, a oxidacao anodica, o jateamento e o tratamento alcalino. Foram avaliadas a morfologia (MEV e perfil), a estrutura cristalina (DRX), as propriedades mecanicas (indentacao instrumentada e testes de riscamento) e a bioatividade in vitro (imersao em solucao SBF) das superficies obtidas, com o intuito de indicar as diferencas entre as superficies obtidas e discutir os beneficios que cada modificacao superficial resulta para a aplicacao biomedica do titanio. A oxidacao anodica foi empregada utilizando eletrolito de NaOH 0,1 mol/L e densidade de corrente constante de 150 mA/cm2 por um minuto. O jateamento foi realizado por 6s com po de alumina de 280 ƒÊm, pressao de 20 bar e distancia de 10 cm. O tratamento alcalino foi realizado atraves da imersao do Ti em uma solucao de NaOH 5 mol/L a 60 ‹C por 24 horas. Apos isso foi realizado um tratamento termico a 600 ‹C por uma hora. Cada tipo de modificacao superficial resultou em uma morfologia propria, mas que, no entanto, guardam uma caracteristica em comum: o aumento da rugosidade. Com respeito as fases cristalinas, no caso das superficies ateadas, foi detectada a presenca da alumina na superficie do Ti. O Ti submetido a oxidacao anodica e ao tratamento alcalino apresentaram, em sua superficie, uma estrutura cristalina e composicao quimica avoraveis a nucleacao de apatita, sendo isso um indicativo de sua bioatividade. Em relacao as propriedades mecanicas, a camada superficial do Ti submetido ao tratamento alcalino apresentou os menores alores de modulo de elasticidade e dureza. No caso do jateamento, a dureza da superficie apresentou uma pequena elevacao, em comparacao com o Ti polido, e o modulo de elasticidade apresentou reducao. Isso indica que certa fragilizacao da superficie ocorreu apos o tratamento. O maior aumento da dureza entre as superficies tratadas foi obtido para o Ti apos a oxidacao anodica. Resultados dos testes de riscamento ndicam que o filme de TiO2 obtido possui maior dureza do que o substrato de Ti. Quanto a bioatividade, apenas o Ti submetido ao tratamento alcalino apresentou a nucleacao de apatita em sua superficie apos mersao em SBF.

Resumo: O titânio (Ti) é um material biocompatível e que apresenta boa resistência à fadiga e a corrosão. Essas características levam-no a ser muito utilizado na fabricação de próteses ortopédicas e implantes dentários. Entretanto, o titânio não é bioativo. Existem vários métodos para tornar o Ti bioativo, e que podem resultar em superfícies com diferentes morfologias e propriedades mecânicas. A oxidação anódica é uma técnica muito utilizada quando se pretende melhorar a bioatividade da superfície do titânio. No presente estudo esta técnica foi utilizada para a obtenção de um filme anódico com incorporação de íons de Ca e P com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico (400 ºC e 600º C) e hidrotérmico (120 ºC) nas propriedades mecânicas e de bioatividade dessa nova superfície. Foi verificado que o filme anódico apresentou uma morfologia rugosa e porosa, com pequena quantidade da fase anatásio e rutilo e com valores de dureza mais elevados e módulo elástico mais baixo que o titânio referência. Não foram observadas mudanças na morfologia das superfícies após os tratamentos térmicos e hidrotérmico, mas observou-se um aumento na dureza em todas as condições, devido ao aumento da fase rutilo no filme anódico.Tribology tests showed that the surface anodized and heat treated at 600 ° C presented better wear resistance compared with the others surfaces and have shown bioactive after 21 days in SBF. Titanium Anodized and heat treated at 600 º C is a potential candidate to be used in the medical field.

Orientador: Prof. Dr. Ramon Sigifredo Cortes Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 27/11/2010 / Bibliografia: fls.123-138 / Área de concentraçao: Engenharia e ciencia de materiais / Resumo: Com a introdução, nos anos 70, do conceito de osteointegração por Per- Ingvar Branemark, as pesquisas passaram a se concentrar em materiais e projetos que diminuam o tempo necessário para a posição óssea. Muitos esforços têm sido concentrados no aprimoramento da osteointegração. Nesse sentido, os implantes com superfícies porosas especialmente preparadas têm sido utilizados para promover o crescimento ósseo em direção aos poros do implante. Técnicas de recobrimento com materiais bioativos tem sido amplamente estudadas, dentre elas a técnica de recobrimento pelo processo aspersão térmica a plasma , porém sem divulgação dos parâmetros de deposição. Neste trabalho é feito um estudo do processo e procedimento de deposição do titânio pelo processo aspersão térmica a plasma, visando estabelecer parâmetros do processo de deposição bem como a sua influência na qualidade do revestimento. O estudo foi efetuado utilizando discos de titânio grau I como substrato e a deposição efetuada com pó de titânio grau I . O experimento foi realizado em dois níveis, sendo o nível I com os dados informados pelo manual do equipamento e o nível II com dados testados experimentalmente. Para a análise foram utilizadas icrografias efetuadas no microscópio eletrônico de varredura e EDS para verificação das fases presentes, além disso ainda foram efetuadas medidas de rugosidade e dureza do material revestido. Como resultado verifica-se que em todas as condições de deposição obtém-se uma superfície rugosa, com poros interconectados bastante propícia para a osteointegração. Verificou-se também que as superfícies jateadas presentaram maior rugosidade superficial. / Abstract: With the introduction in 70 years, the concept of osseointegration by Per-Ingvar Branemark, research began to focus on materials and designs that reduce the time required for bone apposition. Many fforts have been focused on the improvement of osseointegration. Accordingly, implants with specially prepared porous surfaces have been used to promote bone growth toward the pores of the implant. echniques coated with bioactive materials have been widely studied, among them the technique of spray coating process by thermal plasma spray, but without disclosure of the deposition parameters. This paper presents a study of process and procedure for the deposition of titanium by the thermal spray process plasma spray, to establish parameters of the deposition process and its influence on the quality of the coating. The study was conducted using discs of titanium grade I as substrate and the deposition of powder made of titanium grade I. The experiment was conducted in two levels, the level I with the data entered by the manual of the equipment and level II data tested experimentally. For the analysis used micrographs were made in a scanning electron microscope and EDS to verify the phases, what is more measures were taken roughness and hardness of the coated material As a result it appears that in all the conditions of deposition obtained by a rough surface with interconnected pores well suited for osseointegration. It was also blasted surfaces had higher surface roughness.

Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Maria Ismênia Sodero Toledo / Resumo: Titânio e suas ligas são considerados muito importantes na área médica devido a sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Nos últimos anos as superfícies dos implantes têm sido estudadas com o objetivo de melhorar suas respostas ósseas, levando há uma tendência de provocar alterações superficiais a fim de acelerar o processo de osseointegração. O tratamento alcalino e térmico é um método típico de modificação da superfície responsável pelo surgimento de uma camada microporosa de óxidos bioativos. No entanto, é importante lembrar que os implantes trabalham sob a ação de carregamentos mecânicos complexos e que, em várias situações, é bastante comum a ocorrência de falhas por fadiga. Visto que, a superfície do implante está sujeita a maiores solicitações que qualquer outra parte, suas características são muito importantes. O objetivo principal da presente pesquisa é estudar a influência da alteração de superfície, por meio da realização do tratamento alcalino e térmico, no comportamento em fadiga da liga Ti30Ta. O trabalho foi iniciado com a fusão dos elementos da liga em forno a arco voltaico em atmosfera de argônio, seguido de tratamento térmico e forjamento rotativo. Para o estudo de fadiga foram confeccionados corpos de provas padrão. A modificação da superfície foi realizada por meio do tratamento alcalino empregando-se solução de NaOH 1,5 M e tratamento térmico. Posteriormente, os corpos de prova foram ensaiados em fadiga. A caracterização utilizou técnic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium and its alloys are considered very important in the medical area because their excellent biocompatibility and mechanical properties. In recent years surfaces implant have been studied with the goal of improving their bone answers, leading to a tendency to cause superficial changes through the action of chemicals products in order to accelerate the osseointegration process. Alkaline and heat treatment is a typical method of surface modification by surface deposition of bioactive oxides with a porous surface. However it is important to remember that the implants work under the action of complex mechanical loads and the occurrence of failures due to fatigue is quite common in many situations. Since the surface implant is subject to greater demands than any other part, its characteristics are very important. The main goal of this research is to study the influence of modification surface on the fatigue behavior of the Ti30Ta alloy. This work was started with the experimental alloy obtained by melting of the elements in a voltaic arc furnace, heat treatment and cold work. For the fatigue study were prepared specimens. The surface modification was carried out by alkaline treatment using NaOH solution 1,5 M and heat treatment. Later, the specimens were tested in fatigue. The characterization was performed using optical microscopy, scanning electron microscopy, X - ray diffraction, roughness and contact angle. The results obtained suggested that surface modification didn't a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre