Influência de sais de cálcio nas propriedades anticorrosivas de revestimentos híbridos siloxano-p(HEMA) sobre a liga Ti-6Al-4V para implantes biomédicos
Ano de defesa: | 2020 |
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Pós-Graduação em Química
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Resumo: | 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. |
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Almeida, Larissa de LimaSarmento, Victor Hugo VitorinoOliveira, Claudia Trindade2021-12-10T18:53:54Z2021-12-10T18:53:54Z2020-02-20ALMEIDA, 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.https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/14880The 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 CristóvãoporQuímicaLigas de titânioCorrosão e anticorrosivosBiocompatibilidadeImplantes artificiaisRevestimentosMateriais híbridosCorrosãoTi-6Al-4VBioatividadeImplantes biomédicosHybrid materialsCorrosionBiocompatibilityBioactivityBiomedical implantsCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAInfluência de sais de cálcio nas propriedades anticorrosivas de revestimentos híbridos siloxano-p(HEMA) sobre a liga Ti-6Al-4V para implantes biomédicosInfluence of calcium salts in the anticorrosive properties of siloxane-p(HEMA) hybrid coatings on Ti-6Al-4V alloy for biomedical implantsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em QuímicaUniversidade Federal de Sergipereponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/14880/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALLARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdfLARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdfapplication/pdf7610020https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/14880/2/LARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdfc959330068c374bcd3d67d33256fc9c0MD52TEXTLARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdf.txtLARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdf.txtExtracted texttext/plain211111https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/14880/3/LARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdf.txt5f27c4aa6ab7750858efd28781d1ab88MD53THUMBNAILLARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdf.jpgLARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1456https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/14880/4/LARISSA_LIMA_ALMEIDA.pdf.jpgb0dd07bfdcc211508caacb7a1483cdbdMD54riufs/148802021-12-10 15:53:54.907oai:ufs.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2021-12-10T18:53:54Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false |
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