Desenvolvimento da liga ti-(10-x)al–xv (x = 0, 2 e 4%p.) para uso em próteses de joelho

Abstract

Os biomateriais de forma geral são materiais biocompatíveis usados na reparação, substituição, reconstrução ou auxílio de uma parte do corpo humano. Conforme suas particularidades eles representam no cenário atual uma categoria especial de materiais, tendo como duas características essenciais: biocompatibilidade e biofuncionalidade. As próteses são uma categoria importante dos biomateriais, sendo usados na modificação de partes do corpo de pessoas que passaram por algum tipo de amputação. Assim, algumas características físicas, estruturais, eletroquímicas e mecânicas são importantes a considerar, para uma melhor adaptação de uso, como o peso. A multidisciplinaridade e a intervenção psicossocial dessa área é latente, visto que a reabilitação dos pacientes exige uma análise profunda dos aspectos clínicos, sociais, emocionais, funcionais e físicos causados principalmente pela incapacidade física maturada de nível transfemoral, habitualmente em idosos do sexo masculino, referente a doenças degenerativas e acidentes. Dessa forma, o titânio comercialmente puro e as ligas do sistema ternário Ti-Al-V são alguns exemplos de potenciais candidatos na área biomédica, visto que a liga Ti-6Al-4V é a forma mais utilizada do titânio mundialmente, possuindo um melhor conjunto de propriedades mecânicas comparados as ligas de Cr-Ni-Mo, tradicionalmente usados em próteses de joelho. Este estudo teve por objetivo produzir e caracterizar ligas de Ti-(10-x)Al-xV (x = 0, 2 e 4%p.), em termos de menor valor densidade, maior módulo de elasticidade e microdureza Vickers, resistência a longo prazo em ações de corrosão e tribocorrosão. Os resultados mostraram que a liga Ti-10Al apresentou características favoráveis de composição, estrutura, microestrutura, microdureza, módulo de elasticidade, amortecimento, corrosão e tribocorrosão, sobretudo após o tratamento térmico de solubilização o alumínio combinou sua baixa densidade e sua microestrutura fina do tipo α ao titânio para possível aplicação em próteses de joelho. Palavras-

Biomaterials, in general, are biocompatible materials used in the repair, replacement, reconstruction, or aid of a part of the human body. According to their particularities, they represent in the current scenario a particular category of materials having two essential characteristics: biocompatibility and functionality. Prostheses are an essential category of biomaterials used to modify body parts of people who have undergone some amputation. Thus, some physical, structural, electrochemical, and mechanical characteristics, such as weight, are essential to consider for better use adaptation. The multidisciplinarity and psychosocial intervention of this area is latent since the rehabilitation of patients requires a deep analysis of the clinical, social, emotional, functional, and physical aspects caused mainly by the matured physical disability of transfemoral level, usually in elderly males, referring to degenerative diseases and accidents. Thus, commercially pure titanium and the alloys of the Ti-Al-V ternary system are some examples of potential candidates in the biomedical area since the Ti-6Al-4V alloy is the most widely used form of titanium worldwide, having a better set of mechanical properties compared to Cr-Ni-Mo alloys, traditionally used in knee prostheses. This study aimed to produce and characterize Ti-(10-x) Al-xV alloys (x = 0, 2 and 4%p.) in terms of lower density value, higher modulus of elasticity, and Vickers microhardness, long-term resistance in corrosion and tribocorrosion actions. The results showed that the Ti-10Al alloy presented favorable characteristics of composition, structure, microstructure, microhardness, modulus of elasticity, damping, corrosion, and tribocorrosion, especially after the heat treatment of solubilization the aluminum combined its low density and its fine microstructure of type α to titanium for possible application in knee prostheses