TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES DE TITÂNIO POR OXIDAÇÃO À PLASMA ELETROLÍTICO PARA USO BIOMÉDICO

Autores

  • Ana Karenina de Oliveira Paiva Universidade Federal do Rio Grande do Norte
  • Arlindo Balbino Nascimento Neto UFRN
  • Thércio Henrique de Carvalho Costa UFRN
  • Hélio Roberto Hékis UFRN
  • Ricardo Alexsandro de Medeiros Valentim UFRN
  • Custódio Leolpodino de Brito Guerra Neto UFRN

DOI:

https://doi.org/10.18816/r-bits.v8i3.13623

Resumo

Os implantes biomédicos surgiram para solucionar diversos problemas na área da saúde, principalmente na reabilitação de pacientes, através de Implantes Odontomédicos, melhorando a qualidade de vida. Na busca por superfícies de implantes que supram a necessidade de obter uma rápida osseointegração em áreas de baixa densidade óssea, inúmeras pesquisas têm sido desenvolvidas para modificar a morfologia superficial. Há vários processos que envolvem métodos mecânicos, químicos e físicos, objetivando os mais variados graus de texturas. Dentre eles existe a Oxidação por Plasma Eletrolítico (Plasma Eletrolytic Oxidation - PEO). Com o intuito de resolver o problema, foi utilizado o PEO como método de tratamento de superfícies. Tratou-se 18 cilindros de titânio grau II, com 3 mm de diâmetro e 25 mm de comprimento. O tempo de tratamento utilizado foi de 1, 8 e 16 minutos. A solução eletrolítica estava na temperatura ambiente e a tensão aplicada foi de 290 V. Após os tratamentos, as amostras foram caracterizadas por Fluorescência de Raios-X (FRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Raios-X e Energia Dispersiva (EDS). Em seguida foi feito Microscopia de Força Atômica (AFM) para caracterização da textura superficial. Realizou-se ainda a inspeção visual e ensaios de molhabilidade. Identificou-se neste trabalho através das análises químicas pela Fluorescência de Raios-X a presença do TiO2 na superfície da amostra. Verificou-se no MEV que os revestimentos exibem uma característica porosa, apresentando uma interface bem aderida e sem presença de espaços vazios. Nas imagens do AFM observou-se que com o aumento do tempo de tratamento houve uma maior rugosidade e aumento da homogeneidade da distribuição dos cristais cerâmicos na superfície. Nos ensaios de molhabilidade apresentaram um ângulo de molhamento menor para as amostras com o tratamento por PEO com tempo de 1 e 8 minutos. Conclui-se que a técnica por Oxidação por Plasma Eletrolítico mostrou-se eficaz na deposição de um revestimento cerâmico na superfície da liga de titânio.

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Biografia do Autor

Ana Karenina de Oliveira Paiva, Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Bacharel em Ciências e Tecnologia com ênfase em Tecnologia dos Materiais (2014); Engenheira de Materiais (2016) pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e Mestranda em Mestrado Profissional em Ciências, Tecnologia e Inovação (MPInova/UFRN).

Arlindo Balbino Nascimento Neto, UFRN

Graduado em Engenharia Mecânica (2011), Mestrado em Engenharia Mecânica (2014) pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e Doutorado em Engenharia Mecânica pela UFRN.

Thércio Henrique de Carvalho Costa, UFRN

Graduado em Engenharia Têxtil (2003), Mestrado e Doutorado em Ciências e Engenharia de Materiais pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2006). Professor adjunto da Universidade Federal do Rio Grande do Norte pelo Departamento de Engenharia Mecânica. 

Hélio Roberto Hékis, UFRN

Graduado em Ciências Contábeis (1981) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Mestrado em Administração (1999) pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Doutorado em Engenharia de Produção pela UFSC. Professor Associado do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Ricardo Alexsandro de Medeiros Valentim, UFRN

Graduado em Bacharelado em Sistema de Informação (2004) pela Faculdade Natalense para o Desenvolvimento do RN (FARN), Mestrado e Doutorado em Engenharia Elétrica (2008) pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Professor Associado da UFRN no Departamento de Engenharia Biomédica.

Custódio Leolpodino de Brito Guerra Neto, UFRN

Graduado em Odontologia (1987) pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Mestrado em Engenharia Mecânica (2001) e Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais (2005) pela UFRN. Professor Associado da UFRN do Departamento de Engenharia Biomédica.

Referências

. RAJ, V., MUBARAK ALI, M. Formation of ceramic alumina nanocomposite coatings on aluminium for enhanced corrosion resistance. Journal of Materials Processing Technology, v. 209, p. 5341–5352, 2009.

. WISMEYER, D.; van WASS, M.; VERMEEREN, J.I. Overdentures supported by ITI implants: A 6,5-year evaluation of patient satisfaction and prosthetic aftercare. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., v.10, n.6, p.744-749, 1995.

. PULEO, D.A.; NANCI, A.; Understanding and controlling the bone-implant interface. Biomaterials, v.20, n.23-24, p.2311-2321, 1999.

. PIRES, A. L. R.; BIERHALZ, A. C. K.; MORAES, A. M.; Biomateriais: Tipos, aplicações e mercado. Química Nova, vol. 38, n. 7, p. 957-971, 2015.

. BECK, U.; LANGE, R.; NEUMANN, H. G. Micro-plasma textured Ti implant surfaces. Biomolecular Engineering, v. 24, n. 1, p. 47–51, 2007. ISSN 1389-0344.

. KASEMO, B. Surface Science, vol. 500, p. 656, 2002.

. SILVA, M. A. M.; GUERRA NETO, C. L. B.; NUNES FILHO, A.; FREITAS, D. O.; BRAZ, D. C.; ALVES JR, C. Influencie of topography on plasma treated titanium surface wettability. Surface & Coatings Technology, v. 235, p. 447-453, 2013.

. BECKER, W. et al. Survival rates and bone level changes around porous oxide coated implants (tiunite). Clinical implant dentistry and related research, Wiley Online Library, v. 15, n. 5, p. 654–660, 2013.

. SCHWARTZ, Z. & BOYAN, B.D. Underlying mechanisms at the bone-biomaterial interface. J. Cell Biochem., v.56, n.3, p.340-347, 1994.

. DEHNAVI, V. et al. E?ect of duty cycle and applied current frequency on plasma electrolytic oxidation (PEO) coating growth behavior. Surface and Coatings Technology, v. 226, p. 100–107, 2013. ISSN 0257-8972

. ALVES JR, C.; GUERRA NETO, C. L. B.; MORAIS, G. H. S.; SILVA, C. F.; HAJEK, V. Nitriding of titanium disks and industrial dental implants using hollow cathode discharge. Surface & Coatings Technology, v. 194, p. 196-202, 2005.

. DZHURINSKIY, D. et al. Characterization and corrosion evaluation of TiO2:n-HA coatings on titanium alloy formed by plasma electrolytic oxidation. Surface and Coatings Technology, v. 269, n. Supplement C, p. 258–265, 2015.

. SRINIVASAN P. B., BLAWERT C., DIETZEL W. Dry sliding wear behaviour of plasma electrolytic oxidation coated AZ91 cast magnesium alloy, Wear, v. 266, p.1241–1247, 2009.

. WANG, Y. et al. Preparation and properties of plasma electrolytic oxidation coating on sandblasted pure titanium by a combination treatment. Materials Science and Engineering: C, v. 42, n. Supplement C, p. 657–664, 2014. ISSN 0928-4931

. HARIPRASAD, S. et al. Role of electrolyte additives on in-vitro corrosion behavior of DC plasma electrolytic oxidization coatings formed on Cp-Ti. Surface and Coatings Technology, v. 292, p. 20–29, 2016. ISSN 0257-8972.

. WHEELER, J. M. et al. Evaluation of micromechanical behaviour of plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on Ti–6Al–4V. Surface and Coatings Technology, v. 204, n. 21, p. 3399–3409, 2010.

. ALVES JR, C.; GUERRA NETO, C. L. B.; MORAIS, G. H. S.; SILVA, C. F.; HAJEK, V. Nitriding of titanium disks and industrial dental implants using hollow cathode discharge. Surface & Coatings Technology, v. 194, p. 196-202, 2005.

. PARFENOV, E. V. et al. Towards smart electrolytic plasma technologies: An overview of methodological approaches to process modelling. Surface and Coatings Technology, v. 269, n. Supplement C, p. 2–22, 2015. ISSN 0257-8972.

. GOWTHAM, S.; ARUNNELLAIAPPAN, T.; RAMESHBABU, N. An Investigation on Pulsed DC Plasma Electrolytic Oxidation of cp-Ti and its Corrosion Behaviour in Simulated Body Fluid. Surf. Coat. Technol., v. 301, p. 63–73, 2016.

. YEUNG, W. K. et al. In vitro biological response of plasma electrolytically oxidized and plasma-sprayed hydroxyapatite coatings on Ti–6Al–4V alloy. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, v. 101B, n. 6, p. 939–949, 2013. ISSN 1552-4981.

. HARIPRASAD, S. et al. Role of electrolyte additives on in-vitro corrosion behavior of DC plasma electrolytic oxidization coatings formed on Cp-Ti. Surface and Coatings Technology, v. 292, p. 20–29, 2016. ISSN 0257-8972.

. BAYATI, M. R.; MOSHFEGH, A. Z.; GOLESTANI-FARD, F. E?ect of electrical parameters on morphology, chemical composition, and photoactivity of the nano-porous titania layers synthesized by pulse-microarc oxidation. Electrochimica Acta, v. 55, n. 8, p. 2760–2766, 2010. ISSN 0013-4686.

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Publicado

17-04-2019

Como Citar

Paiva, A. K. de O., Nascimento Neto, A. B., Costa, T. H. de C., Hékis, H. R., Valentim, R. A. de M., & Guerra Neto, C. L. de B. (2019). TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES DE TITÂNIO POR OXIDAÇÃO À PLASMA ELETROLÍTICO PARA USO BIOMÉDICO. Revista Brasileira De Inovação Tecnológica Em Saúde - ISSN:2236-1103, 14. https://doi.org/10.18816/r-bits.v8i3.13623

Edição

Seção

Artigos Originais