Desenvolvimento de revestimentos PMMA-sílica-CaP-CeO2 com propriedades anticorrosivas sobre liga Ti6Al4V para aplicações em implantes
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Data
Autores
Orientador
Hammer, Peter 
Coorientador
Uvida, Mayara Carla
Pós-graduação
Curso de graduação
Araraquara - IQAR - Engenharia Química
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
As ligas de titânio, em especial a Ti6Al4V, são amplamente utilizadas na engenharia de superfície para aplicações em implantes ortopédicos e odontológicos visando a otimização das propriedades físico-químicas e biológicas. Nesse contexto, o desenvolvimento de revestimentos funcionais se apresenta como uma abordagem promissora, pois permite aprimorar as características superficiais dos implantes, os quais estão sujeitos à corrosão devido à exposição a fluidos corporais, fator que compromete sua durabilidade. Diante disso, este estudo propõe a formulação de revestimentos híbridos orgânico-inorgânicos à base de poli (metil metacrilato) (PMMA) e sílica, com propriedades anticorrosivas e bioativas, obtidas pela incorporação de
hidroxiapatita (HA), β-fosfato tricálcico (β-TCP) e nanopartículas de óxido de cério (CeO2), estas últimas sintetizadas pelo método de precipitação mediada por hidróxido de sódio. A preparação dos revestimentos PMMA-sílica seguiu uma rota de síntese bem estabelecida, que combina a polimerização do monômero metacrilato de metila (MMA) e e 3-metacriloxipropil trimetoxisilano (MPTS) com o processo sol-gel (condensação hidrolítica do tetraetilortosílicato (TEOS)). Os revestimentos foram depositados por imersão sobre a liga Ti6Al4V, previamente submetida a tratamentos de superfície, como polimento, jateamento ou anodização. Os efeitos da incorporação de HA, β-TCP e nanopartículas de CeO2 foram analisados por diferentes técnicas de
caracterização, incluindo espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR/ATR), difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TG), microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de transmissão (MET), medição de ângulo de contato, análise de espessura e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). As análises de EIS foram conduzidas em amostras revestidas, expostas a solução de fluido corporal simulado (SBF, ISO 23317:2014), com o objetivo de reproduzir as condições biológicas de contato dos implantes. Os resultados obtidos demonstram o potencial dos revestimentos PMMA-sílica modificados com nanopartículas de CeO2, HA e β-TCP como estratégia viável para a proteção contra corrosão da liga Ti6Al4V,
contribuindo para o aumento da sua vida útil e desempenho em aplicações biomédicas.
Resumo (inglês)
Titanium alloys, particularly Ti6Al4V, are widely used in surface engineering for orthopedic and dental implant applications, aiming to optimize their physicochemical and biological properties. In this context, the development of functional coatings presents a promising approach, as it allows for improving the surface characteristics of implants, which are subject to corrosion due to exposure to bodily fluids, a factor that compromises their durability. Therefore, this study proposes the formulation of organic-inorganic hybrid coatings based on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and silica, with anticorrosive and bioactive properties, obtained by the incorporation of hydroxyapatite (HA), β-tricalcium phosphate (β-TCP) and cerium oxide (CeO2) nanoparticles, which was synthesized by the sodium hydroxide-mediated precipitation method. The preparation of the PMMA-silica coatings followed a well-established synthesis route, which combines the polymerization of the monomer methyl methacrylate (MMA) and 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (MPTS) with the sol-gel process (hydrolytic condensation of tetraethylorthosilicate (TEOS)). The coatings were deposited by immersion onto the Ti6Al4V alloy, previously subjected to surface treatments such as polishing, sandblasting, or anodizing. The effects of the
incorporation of HA, β-TCP, and CeO2 nanoparticles were analyzed by different characterization techniques, including near-infrared absorption spectroscopy (FTIR/ATR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG), atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM), contact angle measurement, thickness analysis, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The EIS analyses were conducted on coated samples exposed to simulated body fluid solution (SBF, ISO 23317:2014) in order to reproduce the biological contact conditions of implants. The results obtained demonstrate the potential of PMMA-silica coatings modified with CeO2 nanoparticles, HA and β-TCP as a viable strategy for corrosion protection of Ti6Al4V alloy, contributing to increasing its service life and performance in biomedical applications.
Descrição
Palavras-chave
Osseointegração, Implantes ortopédicos, Corrosão e anticorrosivos, Revestimentos, Nanocompósitos (Materiais)
Idioma
Português
