Fabricação de microtexturas com variação de hidrofilicidade utilizando μ fresas de topo esférico em Ti6Al4V para a melhoria da adesão celular

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Rodrigo José Ferreira da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: microfresamento; micromilling; molhabilidade; Raman; Roughness; rugosidade; Ti6Al4V; Ti6Al4v; wettability; XPS
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18145/tde-07112024-124941/

 Uma parcela das pesquisas em microfresamento tem sido aplicada na liga Ti6Al4V por ser um material comumente utilizado em implantes. Este processo de fabricação pode gerar topografias hidrofílicas na qual uma gota de água se espalha facilmente (molhabilidade) indicando, assim, uma maior adesão celular e uma maior osseointegração. Pesquisas recentes de microfresamento em Ti6Al4V focaram na fabricação de canais, cilindros, furos e superfícies concavas com variação de espaçamentos e profundidade, que associadas a rugosidade gerada permitiram a fabricação de microtexturas. Todavia, nenhuma destas publicações que produziram microtexturas estudou a influência do avanço por dente (fz) para uma mesma profundidade e espaçamento. Esta tese explica a influência do fz na molhabilidade de uma microtextura fabricada por micro fresa de topo esférico (μFTE) em forma de grid e com canais perpendiculares, com espaçamento de 600 µm entre canais e profundidade de usinagem de 50 µm. Os valores de fz utilizados nos ensaios foram 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 e 24 μm, com cortes a seco para diminuir a contaminação e favorecer a utilização das técnicas de espectroscopia XPS e Raman. As microtexturas indicam que para fz superiores a 12μm há uma diminuição considerável das rebarbas. A técnica EBSD evidenciou o tamanho, distribuição e textura dos grãos na liga e indicaram que 78% dos grãos da fase alfa são superiores ao raio de aresta de μFTE e essa relação teve influência na integridade superficial. A caracterização das microfresas revelou APC (Aresta Postiça de Corte) e grãos de tungstênio do substrato que influenciam e passam a atuar na geração da superfície. Os ensaios de molhabilidade revelam que o fz governa os valores de molhabilidade por influenciar a rugosidade e formação de óxidos de titânio (TiO2). Os parâmetros de rugosidade propostos demonstram que Sa, Ssk, Sku, Str, Ssc e Sal associados explicam em parte a molhabilidade em função do fz. O principal resultado é o efeito de super hidrofilicidade para o fz = 18μm. Os espectros Raman e XPS demonstram que houve variação de óxidos de titânio sobre a microtextura e isso se deve às temperaturas alcançadas com os esforços de corte. Este trabalho demonstra que microtexturas fabricadas por μFTE aumentam a adesão celular pela combinação de rugosidade, topografia e óxido favoráveis à interação célula/superfície. Contudo, o microfresamento precisa ser associado a processos químicos na superfície para promover e estimular a formação óssea.