65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 4. Engenharia de Materiais e Metalúrgica

Caracterização Mecânica de cerâmicas de fosfato tricálcico dopadas com Mg e/ou Zn

Roger Borges - Centro de Ciências Naturais e Humanas - UFABC Humberto N. Yoshimura - Prof. Dr./Coorientador - Cent. de Engenharia e Ciência Sociais Aplicadas - UFABC Humberto N. Yoshimura - Profa. Dra./Orientadora - Centro de Ciências Naturais e Humanas - UFABC

INTRODUÇÃO:

O osso é um tecido composto por fibras de colágeno e nanocristais de apatita, o qual tem diferentes funções no organismo, dentre elas, destaca-se a função estrutural. Materiais de função estrutural necessitam de um bom desempenho mecânico para que consigam executar sua função de solicitação mecânica, entretanto, a fase mineral óssea, como outras cerâmicas, é frágil levando à suscetibilidade do tecido ósseo à fraturas. O fosfato tricálcico (TCP, do inglês Tricalcium Phosphate)) é uma material cerâmico pertencente à classe das biocerâmicas na área dos biomateriais. O TCP é um biomaterial bioabsorvível utilizado como regenerador ósseo, podendo ser aplicado em regiões fraturadas do osso. No entanto, é um material frágil e de baixas propriedades mecânicas, sendo atualmente empregado apenas em pequenos reparos ósseos como buco-maxilo-facial, os quais não exigem solicitação mecânica. Uma das formas de aumentar as propriedades mecânicas do TCP, relatadas na literatura, é realizar a dopagem deste material com íons que consigam dopar o material sem formar uma fase adicional.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Neste trabalho, foi estudada a dopagem individual do TCP com os íons magnésio e zinco e a co-dopagem de zinco nas amostra de TCP já dopadas com magnésio.

MÉTODOS:

As composições estudadas, em porcentagem em massa, são: TCP puro (TCP Puro), com 1,125% de zinco (Zn1,125%), com 2,25% de magnésio (Mg2,25%), com 1,125% de zinco mais 2,25% de magnésio (Zn1,125% + Mg2,25%) e com 2,25% de zinco mais 2,25% de magnésio (Zn2,25% + Mg2,25%). As propriedades mecânicas estudadas foram resistência à flexão, resistência à compressão, tenacidade à fratura (KIC) pelo método SEVNB (do inglês, single edge V-notched beam) e módulo de elasticidade pelo método de pulso-eco ultra-sônico. Para confecção dos corpos de prova dos ensaios mecânicos, pós de cada composição foram prensadas de forma uniaxial, com pressão de aproximadamente 40MPa. Posteriormente, os corpos cerâmicos foram sinterizados à 1200°C/1h com taxa de aquecimento de 10°C/min.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

. Os resultados obtidos demonstraram que cerâmicas de TCP co-dopadas de magnésio e zinco apresentam melhores propriedades mecânicas em relação à cerâmicas de TCP puras ou dopadas individualmente com magnésio ou zinco, através da formação de ligações químicas de maior energia entre o magnésio, o zinco e seus átomos coordenados.

CONCLUSÕES:

Cerâmicas de fosfato tricálcico co-dopadas com magnézio e zinco são biocerâmicas promissoras para o uso em reparo tecidual ósseo, aliando a biocompatibilidade do fosfato tricálcico com as melhores propriedades mecânicas ocasionadas pela dopagem.

Palavras-chave: Biomateriais, Fosfato Tricálcico, Propriedades Mecânicas.