Incorporação da apatita na superfície da liga Ti30ta empregando tratamento alcalino associado à eletrofiação de fibras de PCL

Abstract

The use of the Ti-30Ta alloy for biomedical applications has been evaluated due to their properties, such as, biocompatibility and lower elastic modulus than stainless steel and titanium CP. When these materials are inserted inside human body the surface properties will affect their response and osseointegration. Surface modifications techniques can be used for change the inert surface of titanium alloys for better interaction bone/biomaterial. Experimental alloy with Ta concentration of 30 wt% was produced from sheets of commercially pure titanium (99.9%) and tantalum (99.9%) and control groups Ti6Al4V and titanium commercially pure (TiCP). Ingots were melted in an arc furnace under an argon atmosphere and re-melted ten times at least. They were homogenized under vacuum at 1000 °C for 86.4 ks to eliminate chemical segregation and cold-worked by swaging. Discs with 6 mm diameter and 3 mm in height were cut for surface treatment. Samples were immersed in aqueous NaOH solution (1 M) for 24h, TiAl4V and TiCP (5M), dried at room temperature, immersed in HCl for one hour and dried at 40 °C in oven for 24 hours. Followed, PCL fibers were deposited on the Ti30Ta alloy discs surfaces by electrospinning. PCL (MW 70000-90000) was used supplied by Sigma Aldrich, a chloroform / acetone (Merck 99.0%) and (Synth 99.5%) in the proportion 1:1 by weight. For solutions, a concentration of 13.6 wt% was dissolved to PCL electrospinning, maintained under mechanical stirring for 24 hours preparing the solution. For the electrospinning process, it was used a device consisting of infusion pump and a collector screen an aluminum plate was used for samples with accommodation. After deposition samples were immersed in 0,3 M CaCl2 solution and 0,5 M Na2HPO4 solution for apatite growth. Morphology of the alloy surface was evaluated by FEM, EDX, XRD, Confocal Microscope, ... (Complete abstract click electronic access below)

O uso da liga Ti30Ta para aplicações biomédicas tem sido avaliado devido as suas propriedades, como, biocompatibilidade e baixo módulo de elasticidade (menor que o aço inoxidável e o titânio puro). Quando esses materiais são inseridos no corpo humano as propriedades de sua superfície induzirão uma resposta tecidual e osseointegração. As técnicas de modificação de superfície são utilizadas para modificar a superfície inerte para uma melhor interação osso/biomaterial. Ligas experimentais com 30% em peso de Ta foram produzidas de chapas de titânio comercialmente puro (99,9%) e tântalo (99,9%) e como grupo controle foram utilizadas ligas de Ti6Al4V, a mais utilizada nos dias atuais e a liga de titânio comercialmente puro (TiCP). Os lingotes das ligas foram obtidos a partir da fusão dos elementos puros em forno a arco voltaico, com atmosfera de argônio e cadinho de cobre refrigerado a água. O tratamento térmico de homogeneização foi realizado após essa etapa a 1000ºC por 24h com resfriamento dentro do forno. Discos com 6 mm de diâmetro e 3 mm de espessura foram cortados para o tratamento. As amostras de Ti30Ta foram imersas em solução de NaOH (1M) por 24h, as de Ti6Al4V e TiCP (5M) por 24h e secas a temperatura ambiente, imersas em HCl por uma hora e colocadas em estufa a 40ºC por 24h. Em seguida, PCL foram depositados nas ligas de Ti30Ta, Ti6Al4V e no TiCP através da eletrofiação. Foi utilizado o PCL (MW 70000-90000), marca Sigma Aldrich, clorofórmio/acetona (Merck 99.0%) e (Synth 99.5%) na proporção 1:1. Para as soluções, uma concentração de 13.6% peso foi dissolvido para a eletrofiação de PCL, 24h antes da utilização da solução. Para o processo de eletrofiação, utilizou-se um equipamento composto por uma bomba de infusão e um anteparo coletor de alumínio para a acomodação das amostras. Após a eletro ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)