Dissertação
Influência de sais de cálcio nas propriedades anticorrosivas de revestimentos híbridos siloxano-p(HEMA) sobre a liga Ti-6Al-4V para implantes biomédicos
Influence of calcium salts in the anticorrosive properties of siloxane-p(HEMA) hybrid coatings on Ti-6Al-4V alloy for biomedical implants
Registro en:
ALMEIDA, Larissa de Lima. Influência de sais de cálcio nas propriedades anticorrosivas de revestimentos híbridos siloxano-p(HEMA) sobre a liga Ti-6Al-4V para implantes biomédicos. 2020. 136 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2020.
Autor
Almeida, Larissa de Lima
Institución
Resumen
The Ti-6Al-4V alloy in contact with the body fluid for a long period has low wear
resistance, and allows the release of Aluminum and Vanadium ions that can
cause adverse reactions in tissues and neurological disorders. Organic-inorganic
coatings, based on poly (2-hydroxyethyl methacrylate) with calcium addition, can
be an alternative to solve these problems. Initially, the formation of hybrids was
studied using the following techniques: nuclear magnetic resonance (NMR),
Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), low angle X-ray scattering
(SAXS) and thermogravimetric analysis (TG), and it was observed that the
addition of the CaSO4 and Ca3(PO4)2 salts to the hybrid matrix promoted an
increase in the degree of hydrolysis and condensation favoring the formation of
more regular polymer chains. The morphological tests showed that the coatings
with addition of CaSO4 and Ca3(PO4)2 showed homogeneity, absence of cracks,
and the formation of low thickness coatings, with adhesion to the substrate,
hydrophobic and with some micro-roughnesses, according to roughness tests
made by atomic force microscopy. Electrochemical tests in simulated body fluid
monitored by electrochemical techniques indicated greater resistance to
corrosion for hybrid coatings SH 2X compared to uncoated alloy. The film without
the addition of calcium salt proved to be more resistant during the entire
immersion time due to the more compact silica mesh, since the coating with the
addition of calcium phosphate showed better resistance to corrosion at the end
of the test, relative to the layer compaction due formation of corrosion products.
In this work, we sought to produce a coating that presents a balance between
biological and anti-corrosion properties and that has elements that promote
biocompatibility and bioactivity without compromising corrosion resistance. A liga Ti-6Al-4V em contato ao fluido corpóreo por um longo período ocorre baixa
resistência ao desgaste, e possibilita a liberação de íons Alumínio e Vanádio que
podem causar reações adversas nos tecidos e distúrbios neurológicos. Os
revestimentos orgânicos-inorgânicos, a base de poli(metacrilato de 2-
hidroxietila) com adição de cálcio podem ser uma alternativa para solucionar
esses problemas. Inicialmente estudou-se a formação dos híbridos por meio das
técnicas: Ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia de
infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espalhamento de Raios X a
baixo ângulo (SAXS) e análise termogravimétrica (TG), e observou-se que a
adição dos sais CaSO4 e Ca3(PO4)2 à matriz híbrida promoveram um aumento
no grau de hidrólise e condensação favorecendo a formação de cadeias
poliméricas mais regulares. Os ensaios morfológicos mostraram que os
revestimentos com adição de CaSO4 e Ca3(PO4)2 apresentaram
homogeneidade, ausência de fissuras, e a formação de revestimentos de baixa
espessura, com aderência ao substrato, hidrofóbicos e com algumas
microrugosidades, conforme ensaios de rugosidade feitos por microscopia de
força atômica. Os ensaios eletroquímicos em fluido corpóreo simulado
monitorados por técnicas eletroquímicas indicaram maior resistência a corrosão
para os revestimentos híbridos SH 2X em comparação a liga sem revestimento.
O filme sem adição do sal de cálcio mostrou-se mais resistivo durante todo tempo
de imersão devido a rede de sílica mais compacta, já o revestimento com adição
de fosfato de cálcio apresentou melhor resistência a corrosão no final do ensaio
respectivo a compactação da camada devido à formação dos produtos de
corrosão. Neste trabalho buscou-se produzir um revestimento que apresente um
equilíbrio entre as propriedades biológicas e anticorrosivas e que possua
elementos promotores de biocompatibilidade e bioatividade sem comprometer a
resistência à corrosão. São Cristóvão
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