Ensaio de citotoxicidade e influência do tratamento de solubilização na microestrutura da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta para potenciais aplicações ortopédicas

Abstract

A tendência das pesquisas atuais em próteses ortopédicas se baseia no desenvolvimento de ligas de titânio isentas de elementos com potencial tóxico e que possuam baixo módulo de elasticidade. Entre as ligas já desenvolvidas, a de composição Ti-35Nb-5Zr-5Ta se destaca das demais por apresentar o menor módulo de elasticidade, boa resistência mecânica e elevada biocompatibilidade. O processo de obtenção de ligas de titânio por metalurgia do pó (M/P) a partir dos pós elementares, mostra-se uma alternativa viável, por permitir a obtenção de peças com geometrias complexas e próximas às dimensões finais. Amostras da liga Ti-35Nb-5Zr-5Ta foram sinterizadas a 1500 ºC por 2 horas, tratadas termicamente a 1100 °C, por 3 horas, sob vácuo (10 -7 Torr) e resfriadas no forno, visando obter uma microestrutura solubilizada. A avaliação biológica foi realizada a partir de um ensaio de citotoxicidade baseado na norma ISO 10993-5, usando cultura de células de ovário de hamsters chineses em contato com extratos diluídos de três diferentes materiais: PEAD (controle negativo), CP-Ti (referência clínica), a liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta, e a solução fenólica a 0.2% (controle positivo). Os resultados do ciclo de tratamentos térmicos da liga são coerentes com a literatura e indicam um padrão microestrutural que se baseia na presença de grãos beta com precipitados de alfa nos contornos e no interior dos grãos. O teste "in vitro" revelou a não citotoxicidade da amostra sinterizada a 1500 ºC, demonstrando a segurança da rota utilizada na obtenção de implantes odontológicos e ortopédicos.

RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE LIGAS Ti-35Nb-xTa EM SOLUÇÃO DE NaCl 0,9%

“…No entanto, nos últimos anos a literatura vem registrando diversos estudos sobre a toxidade dos elementos de liga e a reabsorção óssea como fatores que causam a falha de implantes [7,[9][10][11][12][13][14][15]. Essas preocupações têm estimulado o estudo de novas ligas de titânio que apresentem elementos biocompatíveis e possuam baixos módulos de elasticidade a fim de minimizar a reabsorção óssea, além de oferecer uma elevada resistência à corrosão, uma vez que tais materiais serão usados em meio fisiológico, o qual é bastante agressivo aos metais presentes na composição da liga [3,16]. Essas características desejáveis apontam para a classe de ligas de titânio do tipo  contendo elementos, tais como: Nb, Ta, Zr e Si [6,11,12].…”

Avaliação da biofuncionalidade dos implantes da liga Ti-35Nb-7Zr comparado aos implantes comerciais de Ti-Cp

“…As ligas β estão sendo desenvolvidas visando não apenas maximizar a biocompatibilidade, uma vez que são compostas por elementos não tóxicos ou não alergênicos(NIINOMI, 2008b), mas também acelerar a biofuncionalidade exibindo melhores propriedades mecânicas em relação ao osso. A fabricação de ligas de Ti com módulo de elasticidade similar ao do osso cortical tem sido extensivamente pesquisada(SCHNEIDER, 2001;NIINOMI, 2003;TADDEI et al, 2007; BOTINO et al, 2009;STENLUND et al, 2015) e já é conhecido que as ligas de Ti tipo β Estruturas cristalinas cúbicas de corpo centrado (CCC) e hexagonal compacta (HC), com valores dos respectivos parâmetros do Ti puro exibem menor módulo de elasticidade do que as ligas do tipo α ou tipo α + β(NIINOMI, 2008).…”