Avaliação de propriedades físico-químicas e morfológicas de biomaterial à base de fosfato de cálcio para enxerto ósseo sintetizado por método hidrotérmico microondas
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Data
2023-09-29
Autores
Orientador
Vaz, Luís Geraldo 
Coorientador
Marin, Danny Omar Mendoza
Santos, Márcio Luiz dos
Pós-graduação
Odontologia - FOAR 33004030059P1
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Os procedimentos operatórios reconstrutivos na implantodontia, aliam-se a enxertia óssea como método de tratamento para facilitar e melhorar a reparação de defeitos ósseos. A enxertia óssea tem por objetivo preencher o defeito ósseo com material apropriado para ativar a osteogênese reparadora. Materiais à base de fosfato de cálcio são considerados substitutos ósseos ideais, uma vez que apresentam biocompatibilidade, além de possuir propriedades osteoindutiva e/ou osteocondutiva para formação de novo tecido ósseo. O OCP (fosfato octacálcico) ocorre como fase intermediária durante a formação de ossos e dentes, convertendo-se diretamente à HA (hidroxiapatita) fase que apresenta alta estabilidade e cristalinidade e baixa solubilidade. O β – TCP (trifosfato de cálcio) é a fase que apresenta maior velocidade de biodegradação, possibilitando trocas iônicas entre o biomaterial e o meio. Vários métodos de síntese têm sido utilizados para preparação de fosfatos de cálcio de interesse biológico, fazendo com que suas propriedades apresentem características físico-químicas diferentes de acordo com o método utilizado para sua obtenção. O objetivo do presente estudo foi obter um biomaterial para enxerto ósseo a base de fosfato de cálcio utilizando o método hidrotérmico-microondas e avaliar suas propriedades físico-químicas e morfológicas a fim de validar a eficiência e eficácia do método proposto em relação a tempo e temperatura. Investigou-se oito diferentes grupos variando-se tempo e temperatura de síntese e temperaturas de calcinação. A caracterização física e química dos materiais obtidos foi realizada com as técnicas: difratometria de raios X (DRX), visando avaliar a presença das fases do fosfato de cálcio de interesse biológico, octofosfato, hidroxiapatita e β- trifosfato de cálcio, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), granulometria, determinação da densidade aparente das amostras e porosidade das partículas pela técnica de Arquimedes. Os resultados mostraram que tanto a temperatura quanto o tempo de reação das microondas na síntese do material tem importante relevância como apresentado nos testes de DRX e FTIR, que confirmam a decomposição dos particulados sintetizados em temperatura e tempo maiores associados as temperaturas de calcinação a 500°C e 700°C. O sistema hidrotérmico - microondas gerou distribuição de partículas homogêneas e uniforme, além de apresentar morfologia em que se destaca uma maior cristalinidade para o material sintetizado em maior temperatura. Concluiu-se que o método hidrotérmico-microondas, apresentou eficácia em relação tempo/temperatura oferecendo vantagens sobre as técnicas convencionais como: redução de tempo para uma reação química, aquecimento instantâneo e uniforme, e a possibilidade de reações químicas paralelas e controle de temperaturas ressaltando a melhora das características primordiais para eleição de um biomaterial a ser utilizado como enxerto ósseo.
Resumo (inglês)
Reconstructive surgical procedures in implantology combine with bone grafting as a treatment method to facilitate and improve the repair of bone defects. Bone grafting aims to fill the bone defect with appropriate material to activate reparative osteogenesis. Calcium phosphate-based materials are considered ideal bone substitutes, as they are biocompatible, in addition to having osteoinductive and/or osteoconductive properties for the formation of new bone tissue. OCP (octacalcium phosphate) occurs as an intermediate phase during the formation of bones and teeth, converting directly to HA (hydroxyapatite), a phase that has high stability and crystallinity and low solubility. β – TCP (calcium triphosphate) is the phase with the highest biodegradation speed, enabling ionic exchange between the biomaterial and the environment. Several synthesis methods have been used to prepare calcium phosphates of biological interest, causing their properties to present different physicochemical characteristics according to the method used to obtain them. The objective of the present study was to obtain a biomaterial for bone grafting based on calcium phosphate using the microwave hydrothermal method and to evaluate its physicochemical and morphological properties to validate the efficiency and effectiveness of the proposed method in relation to time and temperature. Eight different groups were investigated by varying synthesis time and temperature and calcination temperatures. The physical and chemical characterization of the materials obtained was carried out using the following techniques: Fourier transform (FTIR), scanning electron microscopy (SEM-FEG), granulometry, determination of the apparent density of samples and particle porosity using the Archimedes technique. The results showed that both the temperature and the microwave reaction time in the synthesis of the material have important relevance, as shown in the XRD and FTIR tests, which confirm the decomposition of the particles synthesized at higher temperatures and times associated with calcination temperatures at 500° C and 700°C. The microwave hydrothermal system generated homogeneous and uniform distribution of particles, in addition to presenting a morphology in which greater crystallinity stands out for the material synthesized at a higher temperature. It was concluded that the microwave hydrothermal method was effective in relation to time/temperature, offering advantages over conventional techniques such as: reduction of time for a chemical reaction, instantaneous and uniform heating, and the possibility of parallel chemical reactions and temperature control, highlighting the improvement of the primary characteristics for choosing a biomaterial to be used as a bone graft.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
Italiano AEV. Avaliação de propriedades físico-químicas e morfológicas de biomaterial à base de fosfato de cálcio para enxerto ósseo sintetizado por método hidrotérmico microondas [tese de doutorado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2023.