Desenvolvimento de superfícies biomultifuncionais em ligas de alta entropia por oxidação por micro-arco

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Sousa, Tiago dos Santos Pereira de [UNESP]
• Orientador(a): Grandini, Carlos Roberto [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Ligas de alta entropia; Oxidação por micro arco; MAO; Biomateriais; Ciência dos Materiais
• Palavras-chave em Inglês: Metallic biomaterials; High entropy alloys; Non-toxic metals; biomultifunctional surfaces
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/258625; https://orcid.org/0000-0002-9934-1870

Ligas biomédicas de titânio (Ti) têm sido desenvolvidas para utilização principalmente em implantes ortopédicos e odontológicos, combinando propriedades mecânicas, eletroquímicas e biocompatibilidade mais adequadas que outros biomateriais comerciais, como o aço inoxidável austenítico 316L e as ligas de Co-Cr-Mo. Contudo, as recentes ligas de titânio não eliminam completamente os problemas que ocorrem frequentemente em implantes, como o efeito de blindagem óssea, resistência aos esforços biomecânicos e a toxicidade pela liberação de íons metálicos e partículas de desgaste em longo prazo. Adicionalmente, métodos de modificação de superfície, dentre eles a oxidação por micro-arco (MAO), têm sido amplamente utilizados para acelerar o processo de osseointegração e evitar infecção bacteriana na interface entre o tecido ósseo e implante. Nos últimos anos, ligas com alta entropia, compostos por 5 ou mais elementos em proporção próxima à equimolar, têm sido desenvolvidas para aplicação aeronáutica e estrutural. Estes materiais têm sido reconhecidos pela sua elevada resistência mecânica, ductilidade e resistência à corrosão, o que têm atraído a atenção para utilização na área biomédica. Contudo, as ligas de alta entropia desenvolvidas atualmente não possuem propriedades adequadas para a utilização como biomateriais. Além disso, há ainda pouca compreensão sobre os mecanismos de cristalização e solidificação da solução sólida e da interação de sua superfície com células e tecidos do corpo humano. Este estudo objetivou desenvolver superfícies biomultifuncionais por MAO em novas ligas de alta entropia, compostas por elementos não tóxicos (Ti, Nb, Zr, Mo, Ta, Fe e Mn) em proporção quase equiatômica, formando as ligas TiZrNbTaMo, TiZrNbFeMo e TiZrNbTaMn visando aplicações como implantes biomédicos de baixo módulo de elasticidade. As ligas foram caracterizadas em função da microestrutura, características mecânicas, físico químicas., em De forma geral, os resultados mostraram que após a superfície das ligas serem modificadas por MAO, foi possível de se obter materiais com melhor biocompatibilidade mecânica, biocompatibilidade e propriedades biofuncionais.