Materiais cerâmicos, como a alumina e a zircônia têm sido explorados ao longo dos anos na aplicação como biomateriais. Sua natureza bioinerte, tem estimulado o desenvolvimento de novas alternativas, como tratamentos químicos para tornar o desempenho biológico destas cerâmicas mais adequadas. O recobrimento biomimético de cerâmicas bioinertes a partir de soluções com concentrações iguais às do plasma sanguíneo humano, SBF, pemiite o crescimento de uma camada bioativa na superfície dos implantes. A bioatividade do material está relacionada com a formação de uma camada constituída por cristais de hidroxiapatita carbonatada de baixa cristalinidade, similar à apatita biológica. A biocompatibilidade associada às propriedades estruturais da alumina e da zircônia tem estimulado o uso clínico destes materiais, inclusive em regiões de maiores solicitações mecânicas. Neste trabalho foram produzidas amostras de alumina, zircônia dopada com ítria (3% mol) e compósitos de alumina e zircônia dopada com ítria (3% mol) preparadas pelo método de co-precipitação, calcinadas, sinterizadas, tratadas quimicamente com soluções de ácido fosfórico e hidróxido de sódio e imersas em 1,0M e 1,5M SBF. Os pós calcinados foram analisados por difração de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de área de superfície específica (BET) e análise de distribuição granulométrica (CILAS). Os resuhados por DRX indicam que as amostras possuem baixa cristalinidade. Observou-se que por BET as amostras apresentam alta área de superfície específica. Os resultados de CILAS e MEV mostraram que os pós encontram-se na forma de aglomerados. As amostras sinterizadas, foram analisadas por difração de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e fluorescência de raios x (FRX), apresentando 96% da densidade teórica e as fases analisadas pelo método de Rietveld foram identificadas e quantificadas como: cúbica, tetragonal e monoclínica da zircônia, além da fase alfa da alumina. O tratamento químico com ácido fosfórico não apresentou uma tendência de maior formação de apatita em relação às amostras não tratada quimicamente. O tratamento com hidróxido de sódio provocou transformação acentuada da fase cúbica para tetragonal e da fase tetragonal para a fase monoclínica da zircônia. Os ensaios biomiméticos proporcionaram a formação de apatita sobre as superfícies das amostras, identificadas por DRX, e sua espessura foi medida por FRX.
Induction of an apatite-forming ability on a 100% Y2O3-ZrO2, 100% Al2O3, and 80/20 and
20/80 wt% of zirconia-alumina (Y2O3-ZrO2-Al2O3) composite polycrystals via chemical treatment
with 5M H3PO4 have been investigated. The chemical treatments produced Zr-O surface functional
groups, which are known to be effective for apatite nucleation in simulated body fluid. It’s believed
that Al-OH surface functional groups are not effective for apatite nucleation. I this work was shown
that apatite nucleates in substrate of alumina treat and untreated chemically. This implies that Al-
OH functional groups are effective for apatite nucleation.
The effect of texturing Al 2 O 3 and Al 2 O 3 /ZrO 2 surfaces using femtosecond laser has been evaluated in terms of the roughness, wettability and microstructure of the substrate to increase growth efficiency and adhesion of hydroxyapatite. Femtosecond laser treatment of these materials causes phase transformation from alpha-alumina to gamma-alumina. Heat effects during femtosecond laser treatment causes the grains to be in the nanometer scale. Without heat effects, the grains are in the micrometer scale. The use of femtosecond laser permits control of the surface roughness of the alumina specimens. The higher the femtosecond laser energy, the higher is the wettability of the specimen and the total surface energy. Specimens with laser textured surfaces upon immersion in 1.5 SBF for 6 and 15 days revealed apatite layers well bonded to the substrate and without detachment. The adhesion of apatite to surfaces of specimens that were not textured with femtosecond laser was inadequate.
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