Efeito da temperatura de ataque químico na superfície da liga ti6al4v usada em aplicações biomédicas

Abstract

A modificação da superfície dos implantes é alvo de inúmeros estudos com o intuito de desenvolver alterações microestruturais no titânio e suas ligas que possam acelerar o processo de osseointegração. O futuro da implantodontia está atualmente vinculado a estas futuras descobertas. O titânio e suas ligas são amplamente utilizadas em aplicações biomédicas devido às suas propriedades de biocompatibilidade e mecânicas. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito nas propriedades físico-químicas de superfície da liga de Ti6Al4V após o ataque com solução piranha nas temperaturas de 25 °C, 40 °C e 60 °C num tempo constante de 30 min. Para caracterização da superfície foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de raios X, perfilometria óptica, difração de raios X e molhabilidade. Além disso foram realizados ensaios de corrosão por polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados demonstraram que é possível alterar a textura, a rugosidade da superfície e a resistência à corrosão da liga com a variação da temperatura de ataque químico. O tratamento de superfície proposto não alterou a molhabilidade, que se manteve hidrofílica, nem a química da superfície, que se manteve formada principalmente por TiO2 amorfo. A rugosidade e a área da superfície aumentaram exponencialmente com o aumento da temperatura, que pode estar relacionado com o aumento da cinética de reação. Pôde-se obter uma textura tridimensional do tipo esponja com formação de nano e micropits, de acordo com a temperatura de tratamento. Houve um aumento da resistência à corrosão com o aumento da temperatura de tratamento, que pode estar associado com o aumento da espessura do óxido formado. Considerando que tais propriedades são resultados indiretos de potencial sucesso na osseointegração de um implante dentário, o tratamento de superfície da liga de Ti6Al4V com o uso de solução piranha com o controle da temperatura de ataque é um método atrativo e com grande potencial para ser comercialmente aplicado pela indústria de produção de implantes dentários.

The surface’s modification of the implants is the subject of numerous studies with the intention of developing microstructural changes in titanium and its alloys that can accelerate the osseointegration process. The future of implantology is currently linked to these future discoveries. Titanium and its alloys are widely used in biomedical applications because of their biocompatibility and mechanical properties. Thus, the objective of this work is to evaluate the effect on the surface physicochemical properties of the Ti6Al4V alloy after the piranha solution attack at temperatures of 25 °C, 40 °C and 60 °C at a constant time of 30 min. To characterize the surface were used the techniques of scanning electron microscopy with dispersive energy X-ray spectroscopy, optical profilometry, X-ray diffraction and wettability. In addition, corrosion tests were carried out by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. The results showed that it is possible to change the texture, surface roughness and corrosion resistance of the alloy with the variation of the etching temperature. The proposed surface treatment did not alter the wettability, which remained hydrophilic, nor the surface chemistry, which remained mainly amorphous TiO2. Roughness and surface area increased exponentially with increasing temperature, which may be related to the increase in reaction kinetics. It was possible to obtain a sponge-like threedimensional texture with formation of nano and micropits, according to the treatment temperature. There was an increase in corrosion resistance with increasing treatment temperature, which may be associated with the increased thickness of the oxide formed. Considering that such properties are indirect results of potential success in the osseointegration of a dental implant, the surface treatment of the Ti6Al4V alloy with the use of piranha solution with the control of the attack temperature is an attractive method and with great potential to be commercially applied by the dental implant production industry.