A necessidade de uma maior longevidade da artroplastia total do quadril em pessoas mais jovens e ativas tem impulsionado a evolução do projeto de hastes cimentadas polidas e sem colar, através de alterações da forma desde a original de Charnley, passando pela dupla cunha e mais recentemente, a tripla cunha. Essa pesquisa foi direcionada à análise comparativa da estabilidade de hastes cujos ângulos de cunha foram a variável de projeto. Modelos físicos simplificados de diferentes conicidades foram elaborados e submetidos a testes e simulações numéricas para verificar, respectivamente, a migração distal e o ambiente mecânico da interface entre a haste e o cimento. Em modelos anatômicos constituídos das formas de hastes comerciais, implantadas em fêmures compósitos, foram acompanhadas as movimentações axial e rotacional e foi determinado o padrão de transmissão de carga através do nível de deformações no interior do manto de cimento e na superfície do osso. A hipótese é que uma prótese que apresente maiores deslocamentos e maiores níveis de deformações impostas ao manto de cimento em testes estáticos e cíclicos devem ser as de maior probabilidade de revisão precoce. Por outro lado, a relação entre o nível de deformação da superfície cortical antes e depois da implantação das hastes indica o potencial para o remodelamento ósseo As hastes foram extraídas e reimplantadas nos modelos anatômicos após os testes de fadiga para verificar alterações nos padrões de deformação. Também foi avaliada a contribuição da polimerização do cimento na estabilidade através do acompanhamento das deformações e de simulações numéricas. O processo de polimerização do cimento contribui para o acoplamento, pois promove um grande nível de deformações residuais devido à retração. Por outro lado pode provocar trincas iniciais e espaços na interface entre o cimento e o osso, além de facilitar a propagação de trincas por fadiga. Nas simulações numéricas dos modelos físicos observamos que a condição inicial de adesão na interface é representativa entre a haste e o manto. Os modelos físicos indicaram maior migração com menor conicidade. Para os modelos anatômicos houve diferença significativa apenas quanto à rotação permanente entre os grupos, estando isto associado à rigidez proximal e ao raio de transição do calcar. As hastes tripla cunha conferem uma menor redução do nível de carregamento no grande trocânter, o que pode prevenir a reabsorção óssea adaptativa. As hastes dupla cunha provocam menor redução do nível de carregamento na região do calcar. Entretanto, outros fatores devem ser considerados, tais como o raio de transição do calcar e a rigidez proximal das hastes. Nos modelos anatômicos, mesmo após a extração e reimplantação das hastes, manteve-se o padrão de deformações tanto no manto quanto na superfície dos fêmures compósitos.

A Deposição Química de Vapor Assistida por Chama (DQVAC) foi empregada de forma pioneira na obtenção de revestimentos de hidroxiapatita sobre substratos de aço inoxidável 316L. Esta técnica apresenta um grande potencial na deposição de óxidos, principalmente pelo baixo custo de equipamentos e insumos. Para aplicação como biomaterial, é desejável que os revestimentos apresentem cristalinidade, boa aderência, e porosidade, para favorecer a osteointegração. Neste trabalho, foram empregados como solução precursora acetato de cálcio e fosfato de amônio diluídos em álcool. Foram utilizadas as razões molares de Ca/P de 1,666, equivalente à da hidroxiapatita biológica, e 1,100, no intuito de investigar sua influência na microestrutura dos revestimentos obtidos. A temperatura da chama foi mantida constante, tendo-se variado a temperatura do substrato durante as deposições entre 500 e 550ºC, com fluxo da solução precursora de 4, 8 e 12 mL/min. Os tempos de deposição foram de 5, 10 e 20 minutos. Os revestimentos obtidos apresentaram-se porosos, com boa adesão, variando sua espessura entre 66 e 757 μm, principalmente em função do tempo de deposição. O fluxo da solução precursora e temperatura contribuem de modo discreto na determinação da espessura final. Também foi possível identificar partículas que supostamente fundiram na chama e alcançam o substrato com alta plasticidade. As análises por difração de raios X indicaram que a solução precursora de razão molar Ca/P de 1,666 leva a revestimentos cristalinos, com a fase majoritária hidroxiapatita, e pequenas quantidade de fosfato tricálcico (TCP-β). Com razão molar de 1,100, constatou-se a fase pirofosfato de cálcio-α (CPP). Parâmetros de deposição como tempo, temperatura e fluxo da solução precursora não afetaram a presença da fase hidroxiapatita nos revestimentos. Por espectroscopia de infravermelho foram identificados carbonatos nos revestimentos de hidroxiapatita. Análises por microssonda EDS confirmaram que os revestimentos produzidos são formados por cálcio e fósforo, onde a razão em peso de Ca/P varia entre 2,67 até 3,76. Os resultados do ensaio em solução de plasma simulado (SBF) não foram conclusivos quanto à biocompatibilidade dos revestimentos obtidos, sendo necessários ensaios in vitro e in vivo em culturas celulares e em animais para uma maior definição de sua biocompatibilidade. / Flame Assisted Chemical Vapor Deposition was employed for the first time in this work in order to obtain hydroxyapatite coatings on 316L stainless steel metallic substrates. This is a recent technique that shows enormous potential for oxides deposition, mainly due to the low cost of equipment and precursors. Aiming the application of the hydroxyapatite-stainless steel system as biomaterial, crystalline coatings with good adhesion to the substrate are desired, and porosity can favor the osseointegration In this work calcium acetate and ammonium phosphate diluted in alcohol were employed as precursor solution. Ca/P ratios of 1.666 (equivalent to biological hydroxyapatite) and 1.100 were tested, with the purpose of investigating its influence in the microstructure of produced films. Flame temperature was kept constant and substrate temperatures were varied in the range between 500 and 550ºC. Different solution precursor fluxes - 4, 8 and 12 mL/min - and deposition times - 5, 10 and 20 minutes - were also evaluated. The coatings obtained were porous, with good adhesion to substrate and thickness varying between 66 and 757μm, mainly in function of time. Precursor solution flux and temperature contribute in a discreet manner in the determination of final thickness. Also it’s possible to identify particles that probably melted in the flame and reached the substrate with high plasticity. X-ray diffraction results have indicated that a precursor solution with Ca/P ratio of 1.666 leads to crystalline coatings, with the presence of a major phase hydroxyapatite, and traces of tricalcium phosphate (β-TCP). With a ratio of 1.100, α−calcium pyrophosphate (CPP) phase was present in the coating. Parameters as deposition time, temperature and precursor solution flux don’t affect the presence of hydroxyapatite phase in the coatings. By infrared spectroscopy carbonates were identified in the hydroxyapatite coatings. Analysis with EDX confirmed that the produced coatings are formed by calcium and phosphorous, with a Ca/P weight ratio between 2.67 and 3.76. Results of essays by immersion in Simulated Body Fluid (SBF) solution did not permit conclusions about the biocompatibility of the hydroxyapatite coatings. It is necessary to carry out experiments in vitro and in vivo in cell culture and animals for a conclusive evaluation of their biocompatibility.

A alta resistência combinada à baixa densidade e resistência à corrosão do titânio e suas ligas apresentam-se de grande importância para indústrias química, automobilística, aeronáutica e biomédica. Todavia, a produção e processamento do titânio possui custos elevados. Consequentemente, muitos esforços tem sido despendidos para reduzir o custo de peças de titânio. Uma alternativa de redução de custo foi produzir peças pela técnica de metalurgia do pó, sem a necessidade de operações secundárias. Atualmente os métodos usados para produzir pós de titânio são os processos de eletrodo rotatório à plasma e hidretação-dehidretação. O presente trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar os pós de titânio comercialmente puro, obtidos a partir de sucata de processos de conformação, usando o processo de hidretação-dehidretação (HDH). Sua processabilidade foi testada através das técnicas de moldagem por injeção de pós e metalurgia do pó convencional. A morfologia, microestrutura e composição dos pós foram caracterizados pelas análises de difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e analisador elementar de hidrogênio. Os resultados mostraram que o processo HDH combinado com a moagem mecânica é capaz de produzir partículas de pó de titânio com tamanho médio na faixa de 7-45 mm, que podem ser usadas nas técnicas de moldagem por injeção de pós e metalurgia do pó convencional, respectivamente.

Foi estudada a formação e a caracterização de filmes de óxidos passivantes sobre o titânio puro e a liga Ti-6Al-4V em solução 1 M de ácido sulfúrico e em solução tampão de fosfato utilizando os métodos eletroquímicos potenciostáticos e potenciodinâmicos. Os filmes formados foram analisados via Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Espectroscopia Raman, Voltametria Cíclica e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). As análises de microscopia eletrônica de varredura mostraram que o óxido formado pode apresentar variações significativas quanto à textura e a porosidade do filme. As análises de EDS, embora não tenham mostrado a presença do oxigênio presente na composição dos óxidos, indicaram outros picos de elementos oriundos do eletrólito ou do processo de polimento e limpeza do material, além dos elementos de liga. A espectroscopia Raman não se mostrou muito adequada, para este caso, por apresentar pouca definição dos picos correspondentes aos óxidos. Os voltamogramas cíclicos, obtidos em meio ácido e em solução fosfática, apresentaram comportamentos similares onde a formação do óxido ocorre fundamentalmente durante o primeiro ciclo, enquanto que nos ciclos subseqüentes aparecem os picos catódicos de dissolução do óxido e o da reação de formação de H2, uma região de passivação e o pico anódico da reação de formação do O2. A presença de dois patamares de corrente durante o ciclo inicial sugere a formação de um filme do tipo bi-camada. Os ensaios de EIE mostraram que tanto o titânio puro como a liga de titânio tem um comportamento resistivo / capacitivo pela presença do filme de óxido na interface metal / solução, sendo que a resistência de polarização aumenta significativamente após o processo de anodização e, na maioria dos ensaios, sua ordem de grandeza foi maior que 104 kW.cm2 sugerindo que houve aumento proporcional da espessura e das características protetoras do filme formado.

Submitted by Leonardo Freitas (leonardo.hfreitas@ufpe.br) on 2015-04-14T13:48:24Z No. of bitstreams: 2 TESE Leonardo dos Santos.pdf: 2406894 bytes, checksum: 233cf48e184c6d78177663087e9fffce (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-14T13:48:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Leonardo dos Santos.pdf: 2406894 bytes, checksum: 233cf48e184c6d78177663087e9fffce (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-06-26 / Os dados disponíveis de estudos com animais e em seres humanos sugerem que a topografia da superfície melhorada está associada ao aumento da biocompatibilidade e do contato osso-implante, ocasionando um maior intertravamento, e dessa forma contribuindo para uma obtenção de uma osseointegração mais rápida e duradoura. Com objetivo de comparar os diferentes métodos de tratamento de superfície dos implantes, no trabalho atual foi avaliada a dimensão fractal dos cristais formados ao longo da imersão no simulador de fluídos corpóreos (SBF) dos implantes de titânio, previamente sujeitos às diferentes combinações de tratamento de superfície com: i) jateamento, ii) ataque ácido e iii) fosfato de cálcio, representando um método de tratamento de superfície desenvolvido na Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Foram confeccionados 48 discos medindo 5 mm diâmetro por 2 mm de altura no Departamento de Engenharia Mecânica, divididos em oito grupos contendo seis discos cada. Cada grupo A recebeu o tratamento completo composto por jateamento, ácido e fosfato de cálcio, o grupo B foi o controle (apenas maquinado), enquanto os outros grupos receberam tratamentos parciais, seguindo modelo experimental com análises multi fatoriais. A formação de cristais ocorreu em todos os grupos, porém, com formações cristais dos diferentes tamanhos e formas, bem como diferente distribuição espacial. As amostras com ataque acido mostraram aumento da dimensão fractal, indicando maior preenchimento espacial das formações cristais. Por outro lado, o tamanho dos cristais formados, sua forma em termos da compacidade e nível de ramificação, e sua distribuição espacial, não podem ser vinculados aos tratamentos específicos. Estudos futuros experimentais “in vivo” são necessários para elucidar a associação entre a dimensão fractal observada no trabalho atual, e as propriedades mecânicas e biológicas dos implantes realizados com estes procedimentos diferentes.

A fotofuncionalização de superfícies poliméricas é um método simples, prático, de baixo custo e complexidade experimental que possibilita obter superfícies poliméricas com controle das propriedades superficiais dependendo do tipo de tratamento aplicado. As superfícies obtidas são estáveis e livres de contaminantes (resíduos de reagentes ou solventes), o que é de grande importância para aplicações biotecnológicas. Neste trabalho, filmes de polissulfona (PSU), polihidróxibutirato (PHB) e poliuretana (PU) foram caracterizados e funcionalizados com radiação UV em presença de uma atmosfera reativa (O2) para melhorar a sua molhabilidade, adesão e crescimento celular. As superfícies obtidas foram caracterizadas e submetidas a testes para avaliação para a aplicabilidade do método de fotofuncionalização em dois focos diferenciados da biotecnologia: engenharia de tecidos e biodegradação de materiais poliméricos. Resultados das técnicas de análise de superfícies mostraram a conversão eficaz das superfícies de polímeros hidrofóbicos para hidrófílicos com enxerto de novos grupos funcionais oxidados durante os tratamentos fotoquímicos. Alguns dos filmes tratados mostraram um maior número de células tronco mezenquimais aderidas em comparação com os filmes não tratados e este número é comparável com o número de células aderidas no grupo de controle. Os resultados demonstraram que a resposta de células não depende apenas da hidrofilicidade, mas também das alterações na química da superfície, que ocorrem como resultado do tratamento com radiação UV na presença de oxigênio. Melhor adesão e crescimento celular nos substratos políméricos modificados pela presente metodologia fotofuncionalização confirmam a biocompatibilidade das superfícies tratadas. O mesmo método de funcionalização da superfície foi usada como passo inicial para atingir a degradação controlada de PHB, PSU e PU filmes por fungo entomopatogênico. As superfícies tratadas foram investigados por meio de técnicas de análise de superfície (WCA, FTIR–ATR, XPS, NEXAFS, GPC, Microscopia Óptica, MEV, Gravimetria e Tof-SIMS). Após os tratamentos, foram detectados novos grupos oxigenados em novos ambientes químicos sobre a superfície de polímeros. A atmosfera oxidante não permitiu a formação de ligações C=C, indicando que reações de fotodegradação são suprimidas durante/pelos tratamentos, resultando em enxerto de oxigênio nas cadeias de polímeros. Quanto maior a hidrofilicidade e a concentração de grupos funcionais oxigenados na superfície dos filmes tratadas melhor a biodegradação dos filmes. Observou-se um claro aumento no crescimento deste fungo quando grupos oxigenados foram enxertados na maior parte das superfícies de polímeros. Esta metodologia simples pode ser utilizada para melhorar e controlar a taxa de degradação de polímeros em aplicações que requerem uma taxa de degradação controlável, ou, no manejo de resíduos de materiais poliméricos. / The photofunctionalization of polymer surfaces is a simple, practical, low cost and experimental complexity, and enables to obtain polymer surfaces with controlled chemical selectivity and surface properties depending on the type the treatment applied. The surfaces obtained are stable and free from contaminants (residues of reactants or solvents), very important characteristic for material applied in biotechnological applications. The surface of Polihidroxibutirate (PHB), Polysulfone (PSU) and Polyurethane (PU) films were treated with ultraviolet radiation (UV) in the presence of oxygen to improve their wettability, adhesion and cell spreading properties. Surface analysis results illustrated the effective conversion of the polymers surfaces from hydrophobic to hydrophilic with grafting of new oxidized functional groups during the photochemical treatments. Some of treated films showed a larger number of adhered mezenquimal stem cells compared to the untreated films and that number of adhered cells was comparable to the number of adhered cells in the control group. The results showed that the cell response does not only depend on the hydrophilicity but on the chemical surface alterations which occur as a result of UV-assisted treatment in the presence of oxygen. Better cell adhesion, spreading and growing on the polymers substrates modified by the present fottofunctionalization methodology confirmed the biocompatibility of the treated surfaces. The same method of surface functionalization was used as initial step to achieve controlled degradation of PHB, PSU and PU films by entomopathogenic fungi. Treated surfaces were investigated by surface analysis techniques (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, GPC, Optical Microscopy, SEM, Gravimetry, and Tof-SIMS). After the UV-assisted treatments, new carbonyl groups in new chemical environments were detected on the polymers surface. The oxidizing atmosphere did not allow the formation of C=C bonds, indicating photodegradation reactions are suppressed during or by the treatments, resulting on oxygen grafting in the polymers chains. The higher hydrophilicity and concentration of oxygenated functional groups at the surface of the treated films possibly improved the biodegradation of the films. It was observed a clear increase in the growth of this fungus when oxygenated groups were grafted on the most part of polymers surfaces. This simple methodology can be used to improve and control the degradation rate of polymers films in applications that require a controllable degradation rate, or on waste manegement of polymeric materials.

O principal objetivo deste trabalho foi a preparação e a caracterização de mantas obtida na mistura de colágeno aniônico e HA particulada para aplicação como biomaterial, com a finalidade de minimizar os problemas de espalhamento que ocorre com as biocerâmicas convencionais. Sua principal vantagem é a fácil manipulação para fins de reconstrução de tecido ósseo. Os materiais de partida utilizados foram colágeno aniônico extraído do tendão bovino, hidroxiapatita não estequeométrica (nHA) e Osteosynt (40-60 rnesh)- HA e, a partir destes materiais, três tipos de cornpósitos na forma de mantas foram preparados pela mistura colágeno aniônico: HA, colágeno aniônico:nHA, colágeno aniônico:HA:nHA. A HA e nHA também foram submetidas a análise da razão Ca/P por espectrofotometria de absorção atômica para a determinação de cálcio e espectofotometria de UV no visível para fósforo. Análise da razão cálcio/fósforo para nHA e HA indicou que a hidroxiapatita sintetizada é deficiente em cálcio, com razão Ca/P de 1,58 comparada com HA de razão Ca/P de 1,67. Segundo os resultados de caracterização por IV, DSC e DRX dos materiais de partida e das mantas, no caso, da HA e da nHA, o IV e o DRX mostraram características similares às da literatura e os de DSC indicaram que o processo de mistura para se obter as mantas não induz a desnaturação da estrutura do colágeno. O DRX e IV mostraram que as características originais da HA e nHA bem como a do colágeno permaneceram. / The major aim of this work is the preparation and characterization of composites obtained by mixture of anionic collagen and powdered HA for the use as biomaterial, in order to minimize scattering problems which are common in conventional bioceramics. The main advantage of this composite is the easy handling in the bone reconstruction. The used materials were anionic collagen extracted of bovine tendon, non-stoichometric hydroxyapatite (n-HA) and Osteosynt® ( 40-60 mesh)-HA. Using these materials, we obtained three composites by mixing anionic collagen:HA, anionic collagen:n-HA and anionic collagen:HA:n-HA. All materials were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and X-Ray Difraction (XRD). The Ca/P ratio was obtained for HA and n-HA, using atomic absorption for calcium determination and UV-Vis spectrofotometry for phosphorus. The Ca/P ratio indicated that synthesized hydroxyapatite is calcium deficient (1.58) as compared with commercial HA Ca/P ratio (1.67). The characterization results obtained by IV and XRD showed similar characteristics to the literature and DSC data indicated that the process mixing to obtain composites did not induce collagen denaturation. XRD and IV data showed that original characteristics of HA and n-HA were maintened.

Este trabalho tem como objetivo principal investigar o comportamento frente à corrosão de aços inoxidáveis avançados em meios fisiológicos. Foram selecionados para o estudo quatro aços inoxidáveis visando avaliar o potencial destes para aplicações em implantes cirúrgicos: um aço superferrítico (DIN W. Nr. 1.4575), a Incoloy MA 956, contendo alumínio e óxido de ítrio, um aço austenítico DIN W. Nr. 1.4970 e um aço superaustenítico obtido por meio da adição de 0,87% de nitrogênio ao aço dúplex DIN W. Nr. 1.4460. Os três primeiros aços contêm baixo teor de níquel e suas películas protetoras são ricas em cromo, enquanto a Incoloy MA 956 é isenta de níquel, e rica em alumínio, o que influencia o seu filme passivo. Os materiais foram analisados usando técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), polarização potenciodinâmica, técnica do eletrodo vibrante, microscopia eletroquímica de varredura, microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os meios escolhidos para avaliação da resistência à corrosão foram a solução de Hanks, um meio de cultura e uma solução tamponada com fosfato. Os resultados de EIE foram interpretados usando circuitos elétricos equivalentes que simularam uma camada passiva dúplex em todos os materiais analisados. Todos os materiais analisados apresentaram resistência à corrosão superior à do aço inoxidável AISI 316L, correspondente ao ASTM F-138, que é o mais utilizado na fabricação de implantes metálicos. Também foi destacada a importância do tratamento de solubilização nos aços com alto teor de nitrogênio. O DIN W. Nr. 1.4970 foi considerado citotóxico e sua potencialidade para uso como biomaterial, rejeitada. O DIN W. Nr. 1.4575 e Incoloy MA 956 podem ser usados como biomateriais, mas somente em próteses odontológicas ou de fácil remoção, devido ao seu comportamento ferromagnético. O DIN W. Nr. 1.4460 com 0,87% de nitrogênio foi o que apresentou as condições mais apropriadas para uso como biomaterial, inclusive para próteses ortopédicas. / The main objective of this study was to determine the corrosion behavior of advanced stainless steels (SS) in physiological solutions to evaluate their potential for use as biomaterials. Four stainless steels were tested: a superferritic stainless steel (DIN W. Nr. 1.4575), Incoloy MA 956, containing aluminum and yttrium oxide, an austenitic stainless steel DIN W. Nr. 1.4970, and a superaustenitic stainless steel obtained by adding 0.87% nitrogen to a duplex stainless steel DIN W. Nr. 1.4460. The passive film on Incoloy MA 956 contained alumina and this affected the corrosion resistance of the steel. The protective films on the other three steels with low nickel content were rich in chromium and iron. The electrochemical behavior of these steels was investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIE), potentiodynamic polarization, scanning vibrating electrode technique (SVET), field emission gun (FEG), scanning electrochemical microscopy (SECM), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The test electrolytes used were Hanks solution, a culture medium known as Minimum Essential Medium (MEM) and a buffered phoshated solution (PBS). The EIE results were interpreted using equivalent electrical circuits that simulated the duplex structure of the oxide layer. All the materials were more resistant to localized corrosion than AISI 316L, with composition similar to ASTM F-138 SS. The results also highlighted the effect of the solution annealing treatment on corrosion resistance of the high nitrogen DIN W. Nr. 1.4460. The DIN W. Nr. 1.4970 steel was cytotoxic. Hence it cannot be used as a biomaterial. The DIN W. Nr. 1.4575 steel and Incoloy MA 956 can only be used for applications of easy removal, such as for odontological prostheses, due to their ferromagnetic properties. The DIN W. Nr. 1.4460 (0.87% nitrogen) steel was the SS with the best properties, among those studied for use as biomaterials.

Este trabalho tem como objetivo principal investigar o comportamento frente à corrosão de aços inoxidáveis avançados em meios fisiológicos. Foram selecionados para o estudo quatro aços inoxidáveis visando avaliar o potencial destes para aplicações em implantes cirúrgicos: um aço superferrítico (DIN W. Nr. 1.4575), a Incoloy MA 956, contendo alumínio e óxido de ítrio, um aço austenítico DIN W. Nr. 1.4970 e um aço superaustenítico obtido por meio da adição de 0,87% de nitrogênio ao aço dúplex DIN W. Nr. 1.4460. Os três primeiros aços contêm baixo teor de níquel e suas películas protetoras são ricas em cromo, enquanto a Incoloy MA 956 é isenta de níquel, e rica em alumínio, o que influencia o seu filme passivo. Os materiais foram analisados usando técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), polarização potenciodinâmica, técnica do eletrodo vibrante, microscopia eletroquímica de varredura, microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os meios escolhidos para avaliação da resistência à corrosão foram a solução de Hanks, um meio de cultura e uma solução tamponada com fosfato. Os resultados de EIE foram interpretados usando circuitos elétricos equivalentes que simularam uma camada passiva dúplex em todos os materiais analisados. Todos os materiais analisados apresentaram resistência à corrosão superior à do aço inoxidável AISI 316L, correspondente ao ASTM F-138, que é o mais utilizado na fabricação de implantes metálicos. Também foi destacada a importância do tratamento de solubilização nos aços com alto teor de nitrogênio. O DIN W. Nr. 1.4970 foi considerado citotóxico e sua potencialidade para uso como biomaterial, rejeitada. O DIN W. Nr. 1.4575 e Incoloy MA 956 podem ser usados como biomateriais, mas somente em próteses odontológicas ou de fácil remoção, devido ao seu comportamento ferromagnético. O DIN W. Nr. 1.4460 com 0,87% de nitrogênio foi o que apresentou as condições mais apropriadas para uso como biomaterial, inclusive para próteses ortopédicas. / The main objective of this study was to determine the corrosion behavior of advanced stainless steels (SS) in physiological solutions to evaluate their potential for use as biomaterials. Four stainless steels were tested: a superferritic stainless steel (DIN W. Nr. 1.4575), Incoloy MA 956, containing aluminum and yttrium oxide, an austenitic stainless steel DIN W. Nr. 1.4970, and a superaustenitic stainless steel obtained by adding 0.87% nitrogen to a duplex stainless steel DIN W. Nr. 1.4460. The passive film on Incoloy MA 956 contained alumina and this affected the corrosion resistance of the steel. The protective films on the other three steels with low nickel content were rich in chromium and iron. The electrochemical behavior of these steels was investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIE), potentiodynamic polarization, scanning vibrating electrode technique (SVET), field emission gun (FEG), scanning electrochemical microscopy (SECM), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The test electrolytes used were Hanks solution, a culture medium known as Minimum Essential Medium (MEM) and a buffered phoshated solution (PBS). The EIE results were interpreted using equivalent electrical circuits that simulated the duplex structure of the oxide layer. All the materials were more resistant to localized corrosion than AISI 316L, with composition similar to ASTM F-138 SS. The results also highlighted the effect of the solution annealing treatment on corrosion resistance of the high nitrogen DIN W. Nr. 1.4460. The DIN W. Nr. 1.4970 steel was cytotoxic. Hence it cannot be used as a biomaterial. The DIN W. Nr. 1.4575 steel and Incoloy MA 956 can only be used for applications of easy removal, such as for odontological prostheses, due to their ferromagnetic properties. The DIN W. Nr. 1.4460 (0.87% nitrogen) steel was the SS with the best properties, among those studied for use as biomaterials.

O hidrogênio vem sendo muito utilizado como agente pulverizador de ligas à base de terras raras e metais de transição devido à sua taxa de difusão ser extremamente alta mesmo em baixas temperaturas. Tais materiais são utilizados em dispositivos de estocagem de hidrogênio, geração de eletricidade ou de campos magnéticos, que são produzidos através de um processo cuja primeira etapa é a transformação das ligas em um pó fino através de moagem. Além destas, o hidrogênio também está sendo utilizado para a obtenção de ligas à base de titânio nióbio zircônio para sua pulverização. Para a fabricação destas ligas a metalurgia do pó é utilizada, pois com ela é possível obter como resultado peças com superfície porosa, requisito para sua aplicação como biomateriais. Outras vantagens da utilização da metalurgia do pó na fabricação dessas ligas são melhor acabamento superficial e melhor homogeneidade microestrutural. Neste trabalho foram preparadas amostras na composição Ti-13Nb-13Zr. A hidrogenação foi realizada a 700°C, 600°C e a 500°C para o titânio, nióbio e zircônio, respectivamente. Após a hidrogenação, foram realizadas moagens em moinho do tipo planetário de alta energia utilizando velocidade de 200rpm durante 90 minutos, e moinho convencional de bolas durante 30h. As amostras foram prensadas em prensa uniaxial e em seguida em prensa isostática e então sinterizadas a 1150°C com tempo de patamar de 7 a 13h. As amostras foram caracterizadas microestruturalmente por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X. As propriedades estruturais e mecânicas determinadas foram de densidade, microdureza e módulo de elasticidade. A amostra sinterizada a 1150°C por 7h, hidrogenada com pressão de 10.000 mbar e produzida por moagem em moinho planetário de alta energia apresentou melhores propriedades mecânicas e boa homogeneidade microestrutural, obtendo a composição final da liga Ti-13Nb- 13Zr. / Hydrogen has been used as pulverization agent in alloys based on rare earth and transition metals due to its extremely high difusion rate even on low temperatures. Such materials are used on hydrogen storage dispositives, generation of eletricity or magnetic fields, and are produced by a process which the first step is the transformation of the alloy in fine powder by miling. Besides those, hydrogenium is also being used to obtain alloys based on titanium niobium zirconium in the pulverization. Powder metallurgy is utilized on the production of these alloys, making it possible to obtain structures with porous surface as result, requirement for its application as biomaterials. Other advantages of powder metallurgy usage include better surface finish and better microstructural homogeneity. In this work samples were prepared in the Ti-13Nb-13Zr composition. The hydrogenation was performed at 700°C, 600°C, and 500°C for titanium, niobium and zirconium respectively. After hydrogenation, the milling stage was carried out on high energy planetary ball milling with 200rpm during 90 minutes, and also in conventional ball milling for 30 hours. Samples were pressed in uniaxial press, followed by isostatic cold press, and then sintered at 1150°C for 7-13 hours. Microstructural properties of the samples were caracterized by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrocopy (EDS) and x-ray diffraction. Mechanical and structural properties determined were density, microhardness and moduli of elasticity. The sample sintered at 1150°C for 7h, hydrogenated using 10.000 mbar and produced by milling on high energy planetary ball milling presented the best mechanical properties and microstructural homogeneity.