Seleção de Materiais Uma Questão Multidisciplinar

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Centro Universitário Jorge Amado

Campus Paralela

183005249 - Engenharia de Produção

IL30062 – Ciências dos Materiais

Trabalho da Disciplina – AVA 1

ANTONIO JOSÉ DA COSTA ASSIS

Salvador

2020

Seleção de Materiais – Uma questão multidisciplinar

O material a ser desenvolvido deve ser um biomaterial, mais especificamente um biocompósito metal-cerâmico. Devem ter alta resistência a corrosão e propriedades mecânicas, além de ter uma ótima resposta biológica.

Os biomateriais metálicos são os materiais mais utilizados, em destaque o titânio e o aço cirúrgico 316L (ASTM F138). São considerados bioinertes, tendo uma resposta biológica formando uma cápsula fibrosa em torno do implante não sendo ideal para uma perfeita integração, além disso não possuem as propriedades mecânicas adequadas provocando problemas de ancoragem mecânica.

Os implantes em titânio tem um alto custo, já o aço cirúrgico tem custo bem menor, assim são potenciais substitutos ao titânio. Recentemente foi desenvolvido um aço cirúrgico 316L (ASTM F1314) com alto teor de nitrogênio e adição controlada de nióbio, melhorando alguns aspectos das suas propriedades mecânicas.

As biocerâmicas são muito utilizadas, principalmente as que suas composições químicas se assemelham a composição química do osso. A biocerâmicas com maior destaque é o β-TCP (fosfato tricálcico), apresentam ausência de toxidade local ou sistêmica, ausência de inflamações ou respostas a corpos estranhos. Formados por íons de cálcio e fosfato tem habilidade de ligar-se aos tecidos hospedeiros, participando do equilíbrio entre fluido biológico e cerâmica implantada. Podem ser utilizadas em grânulos, blocos densos ou porosos e revestindo metais.

Concluímos que o biocompósito metal-cerâmico viabilizará implantes ortopédicos com propriedades mecânicas melhores que os atuais e com baixo custo de fabricação devido aos valores dos materiais que são cerca de R$ 220,00 a R$ 450,00 por quilograma do titânio, R$ 15,00 a R$ 18,00 por quilograma do aço cirúrgico e R$ 43,00 a R$ 54,00 por quilograma do fosfato tricálcico.

Se espera um modelo físico-químico ideal, associando as propriedades do β-TCP com as propriedades dos aços cirúrgicos reduzindo o módulo elástico do biocompósito assemelhando-o ao módulo elástico do osso. 

REFERÊNCIAS

FARIA, Mônica; GILBERT, Silva; LAMAS, Wendel. ESTUDO DA NECESSIDADE DE DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS PARA IMPLANTES ÓSSEOS DE BAIXO CUSTO ECONÔMICO. Disponível em: <http://www.unitau.br/unindu/artigos/pdf535.pdf>. Acesso em: 25 Maio 2020.

GIORDANIL, Enrico José; FERREIRA, Itamar; BALACIN, Oscar. Propriedades mecânicas e de corrosão de dois aços inoxidáveis austeníticos utilizados na fabricação de implantes ortopédicos. Disponível em: <>. Acesso em: 25 Maio 2020.