Trabalho de Materiais Cerâmicos

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE ENGENHARIA

MATERIAS CERÂMICOS

Utilização de Materiais Cerâmicos em Implantes

Prof. Roberto Moreira Schroeder

Carlos Renato Danetti da Silva

Rafael Macedo Marcante

Ulrick Davy Mbonguila

Porto Alegre, Outubro de 2016

Índice

Introdução        3

Limitações das Ligas de Magnésio        4

Síntese do Material Vitrocerâmico RKKP        5

Desenvolvimento dos Implantes        6

Benefícios e Problemas        7

Conclusão        8

Referências Bibliográficas        9

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Introdução

A perda de um órgão ou de uma parte do corpo gera, além da perda da função, transtornos sociais e psicológicos. Os avanços alcançados na medicina e odontologia modernas, aliados ao aumento da expectativa de vida, têm possibilitado o desenvolvimento de técnicas que geram uma melhor qualidade de vida. A disponibilização dessas técnicas tem oferecido novas opções aos pacientes mutilados, como a substituição total ou parcial de ossos fraturados por implantes. Essa tendência tem sido observada principalmente na implantodontia, onde pacientes edêntulos (com perda de dentes) têm optado, cada vez mais, pela utilização de implantes odontológicos, ao invés das antigas próteses removíveis.

A necessidade de obtenção de novos materiais para substituição de partes do corpo humano que foram destruídas ou danificadas conduziu os cientistas das mais diferentes áreas à investigação das biocerâmicas desde os anos 70, devido, os materiais metálicos até então em uso, começarem a mostrar problemas no implante. A vantagem de utilizar biocerâmicas se dá pelo fato de serem os materiais que mais se assimilam com o tecido do osso, apesar da baixa propriedade mecânica quando comparada aos metais.

Recentemente, diversos grupos de pesquisa têm investigado a ideia de usar metais biodegradáveis como materiais para implantes, auxiliando a regeneração de tecidos, o processo de cicatrização e que, ao mesmo tempo, garantem uma degradação completa e inofensiva. É com relação a estes requisitos que surge um interesse considerável para Ligas de Magnésio como material biodegradável para substituir implantes metálicos. Elas são usadas como fixadores de ossos longos, sustentando o processo de cura e de reconstituição natural de tecidos.

Desenvolvimento

Limitações das Ligas de Magnésio

Ligas de magnésio são muito promissoras em aplicações como implantes cirúrgicos. Sua boa biocompatibilidade e a capacidade de se decompor no corpo humano, bem como a boa funcionalidade que proporcionam em sistemas fisiológicos, torná-los atraentes candidatos para implantes biodegradáveis. Além disso, o magnésio assegura excelentes propriedades físico-químicas e mecânicas, especialmente a resistência mecânica, módulo de elasticidade, bem como sua densidade (muito próxima à do ósseo natural). Isto torná-lo atraente para aplicações de engenharia de tecidos.

O maior obstáculo para o uso do magnésio como material para implantes biomédicos é o fato de que sua degradação no corpo humano é muito rápida, em comparação com a taxa de crescimento de novos tecido ao redor do implante, isto, conjugado a uma alta taxa de corrosão. Além disso, o magnésio não é homogêneo por causa da sua forte tendência a desenvolver corrosão localizada.

Outra questão importante é a liberação de hidrogênio durante a corrosão. Por essa liberação de gás ser muito rápida, o hidrogênio não é absorvido pelo corpo humano numa velocidade proporcional a sua produção no foco de corrosão, produzindo um efeito de balão. Outra preocupação para as aplicações de magnésio é a mudança de pH, nas proximidades do material implantado.

Todas essas desvantagens do magnésio e suas ligas podem ser melhoradas, em princípio, de duas formas:

• Ajustando a composição e a microestrutura através do uso de elementos de liga. Para aplicações biomédicas, especialmente em ortopedia, cálcio é conhecido como um dos elementos de liga mais adequado. Essa adequação deve-se principalmente a sua densidade (1,55 g/cm3), muito próximo da do magnésio (1,74 g/cm3), ajudando assim a preservar as propriedades do magnésio.
• Através do uso de tratamentos de superfície ou revestimentos protetores por materiais cerâmicos, polímeros e compósitos.

Por conseguinte, existe uma grande necessidade de novas técnicas de processamento e abordagens inovadoras para melhorar a resistência à corrosão, as propriedades físico-químicas e as características estruturais das ligas de magnésio a serem usadas neste tipo de aplicações. Nesta óptica, ligas binarias Mg-Ca, com baixo teor de Ca (0,6% - 3%) demonstraram ser promissoras para aplicações ortopédicas, mas têm uma taxa de biodegradação maior que a requerida para implantes de traumatologia.

O uso de materiais biocerâmicos (neste caso, de vidro bioativo chamado RKKP) como materiais de revestimento assegura uma melhor osseointegração e níveis controláveis de biodegradabilidade, ainda acompanhada pela liberação de oligoelementos, benéficia em ciclos fisiológicos bioquímicos.

RKKP (Significa A. Ravaglioli, A. Krajewski, M. Kirsch, A. Piancastelli) é um vidro desenvolvido no ISTECCNR (Faenza, Itália) e tem a seguinte composição química:

Elementos	Porcentagem em Peso
SiO2	43,68
β-Ca3 (PO4)2	24,00
CaO	18,40
CaF2	4,92
Na2O	4,53
MgO	2,78
K2O	0,19
Ta2O5	1,00
La2O3	0,50