Avaliação microestrutural e eletroquímica da liga Ti-6Al-4V com superfície usinada e tratada com óxido de alumínio ou duplo ataque ácido em diferentes níveis de pH salivar

Abstract

Titanium (Ti) has essential properties for osseointegration such as surface energy, good biocompatibility and mechanical strength. However, the harmful situations to the biomaterial, such as pH change, presence of fluorine, thermal, chemical and mechanical changes, presence of plaque and saliva observed in some conditions of the oral cavity, the oxide layer may be degraded and ions released for both external and internal medium, as in cases of corrosion of the implant surface. Thus, the present study aimed to evaluate the potential for corrosion and microstructural changes of Ti-6Al-4V alloy with machined surface and surface treatment (sandblasted with aluminum oxide etching or double) in three levels of salivary pH (3, 6,5 and 9). For the electrochemical assay (n = 5), standards as open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic tests were conducted in artificial saliva at pH 3, 6.5 or 9 in the three types of surface Ti 6Al-4V. The density of corrosion current (Icorr) passivation current density (IPASS), the corrosion potential (Ecorr), capacitance (Cdl) and polarization resistance (Rp) of the Ti oxide layer were determined. Disc surfaces were characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and profilometry, which provided the roughness of the surface discs in the two times of the experiment, before the electrochemical test (baseline) and after testing. The corrosion parameters were compared by ANOVA to two factors. For results showed statistical significance, the Tukey test was applied. For the analysis of surface roughness (Ra) of the specimens before and after the corrosion process, we applied ANOVA 1 factor. The significance level...

O titânio (Ti) possui propriedades essenciais para que ocorra a osseointegração, tais como energia de superfície, biocompatibilidade e boa resistência mecânica. Todavia, situações danosas ao biomaterial, como mudança de pH, presença de flúor, alterações térmicas, químicas e mecânicas, presença de biofilme e saliva, observadas em algumas condições da cavidade bucal, essa camada de óxido pode ser degradada e íons são liberados tanto para o meio externo quanto o interno, como ocorre nos casos de corrosão da superfície do implante. Deste modo, o presente estudo teve como proposta avaliar o potencial de corrosão e alteração microestrutural da liga Ti-6Al-4V com superfície usinada e com tratamento de superfície (jateada com óxido de alumínio ou duplo ataque ácido) em 3 níveis de pH salivar (3, 6,5 e 9). Para o ensaio eletroquímico (n=5), testes padrões como potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e teste potenciodinâmico foram conduzidos em saliva artificial com pH 3, 6,5 ou 9 nos três tipos de superfície do Ti-6Al-4V. A densidade de corrente de corrosão (Icorr), densidade de corrente de passivação (Ipass), potencial de corrosão (Ecorr), capacitância (Cdl) e resistência de polarização (Rp) da camada de óxido de Ti foram determinadas. As superfícies dos discos foram caracterizadas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA) e perfilometria, a qual forneceu a rugosidade superficial da superfície dos discos nos dois momentos do experimento, antes do teste eletroquímico (baseline) e após o teste. Os parâmetros de corrosão foram comparados pelo teste estatístico ANOVA a 2 fatores. Para os resultados que mostraram significância estatística, o teste Tukey foi aplicado. Para a análise da rugosidade de superfície (Ra) dos espécimes antes e após o processo...