Orientador: Prof. Dr. Carlos Maurício Lepienski / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 27/07/2016 / Inclui referências : f. 91-97 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: O titânio e suas ligas tem sido extensivamente utilizados na área medica na fabricação de implantes e próteses ortopédicas devido a biocompatibilidade destes materiais. Em muitos casos, ha a necessidade que a osseointegração seja alcançada para uma boa fixação da prótese. Revestimentos bioativos sao empregados para que este objetivo seja alcançado. Tradicionalmente, revestimentos de hidroxiapatita obtidos por plasma spray sao utilizados em proteses. No entanto, alternativas a hidroxiapatita como os biovidros podem vir a ser utilizados. Os biovidros sao materiais osteoindutores reconhecidos como altamente bioativos. Foi investigado o uso da técnica de adesão anodica de biovidros em Ti ligado (Ti-6Al-4V) como método para indução de bioatividade. A adesão entre Ti ligado e os biovidros 52S4.6 e 45S5 foi obtida. A variação dos parâmetros de processo resultaram em modificações da forma da curva de corrente vs tempo, utilizada para monitorar o processo de adesão, de maneira concordante com o relatado na literatura. Foi evidenciada a formação da camada de depleção de sódio no biovidro apos a aplicação da adesão anodica. A separação mecânica do biovidro e metal após a aplicação do processo de adesão resultou em regiões com uma camada superficial modificada sobre o Ti ligado e na presença de pequenas partículas de biovidro ainda aderidos ao substrato metálico. Resultados de indentacao instrumentada e risco mostraram que a camada modificada possui espessura nanometrica e e bem aderida ao substrato de Ti ligado, alem de possuir baixa dureza e modulo de elasticidade com valor mais próximo ao do osso cortical do que o biovidro e o Ti ligado. A capacidade de formação de apatita in vitro do biovidro submetido a adesão anodica não foi alterada pela aplicação deste processo. Testes de bioatividade in vitro mostraram que a camada modificada obtida sobre o Ti ligado apos a aplicação da adesão anodica com tempo de tratamento de 9 h seguida pela separação mecânica entre biovidro e metal e um meio efetivo de obter uma resposta bioativa positiva sobre o Ti ligado. A adesão anodica mostrou ser um método efetivo para realizar a adesão do biovidro ao Ti ligado com o intuito de induzir uma resposta bioativa positiva sobre a superfície do Ti ligado. A aplicação de um campo elétrico externo, de modo semelhante ao utilizado no processo de adesão anodica, pode ser utilizado para promover uma modificação superficial no Ti ligado com o intuito de induzir uma resposta bioativa positiva. Palavras chaves: Adesão anodica, biovidro, titânio, bioatividade / Abstract: Titanium has been used in the production of dental implants and orthopedic prostheses due to the low tendency to corrosion and good biocompatibility. Even so, the surface of titanium is not bioactive. Several surface treatments have been developed to make the surface of such metals bioactive. Plasma sprayed hydroxylapatite coatings can be used. However, bioactive glasses can be used as an alternative to hydroxylapatite. Among all bioactive materials, bioactive glasses show the best-known bioactive behavior. The use of anodic bonding technique of bioactive glasses and Ti alloy was investigated as a method to induce a bioactive response. Ti alloy and bioactive glasses 52S4.6 and 45S5 were successfully bonded using anodic bonding technique for range of temperature and applied potential. The effects of anodic bonding parameters over the total charge transferred and the bonding time were evaluated. The adhesion of Ti alloy and bioactive glasses was measured by shear test. Due to polishing process, titanium alloy samples shown a slightly rounding and consequently the bonding area was limited to part of the sample area. It was found the temperature and potential have effect with statistical significance over the total transferred charge and the bonding time. The Ti alloy bioactive response in a simulated body fluid solution (SBF) was evaluated regarding the effects of the anodic bonding process over the bioactive glass inductive capability of formation of an apatite layer on the Ti alloy surface. Bioactive glass anodically bonded to Ti alloy results in a strong adhesion. Mechanical detachment can be performed and the fracture occurs in the glass and not at the interface. As a result small bioactive glass particles still bonded to Ti alloy surface spread to the bonding region. Bioactive in-vitro results revealed that after soaking in SBF, the Ti alloy submitted to anodic bonding and that was mechanically separated from bioglass prior to soaking in simulated body fluid solution were covered with a apatite layer in the bonding region indicating that anodic bonding technique is a effective way to produce a bioactive response on Ti alloy surface. Keywords: Anodic bonding, bioactive glass, titanium, bioactivity
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/44836 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Szesz, Eduardo Mioduski |
| Contributors | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE, Lepienski, Carlos Mauricio, 1954- |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 97 f. : il. algumas color., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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