Desenvolvimento de tubos metálicos de ferro puro obtidos via moldagem de pós metálicos por injeção aplicados a órteses cardiovasculares biodegradáveis

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Tavares, André Carvalho
• Orientador(a): Schaeffer, Lirio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Metalurgia do pó; Ferro; Moldagem por injeção; Biomateriais; Stents
• Palavras-chave em Inglês: Pure iron; Injection molding of powders; In vitro degradation; Corrosion; Biodegradable biomaterials
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/258388

No presente trabalho, foram produzidos tubos de ferro puro poroso cujas dimensões de parede são inferiores a 0,5mm fabricados por moldagem de pós por injeção, visando a utilização como biomaterial degradável aplicável para stents. A comparação de cargas injetáveis produzidas, tendo como base polímeros termoplásticos e elastômeros, tornou necessária ser testada, visando verificar qual possui a melhor capacidade de desmoldagem de tubos de parede fina. As propriedades mecânicas dos corpos produzido por moldagem de pós por injeção (MPI), submetido a um ambiente corpóreo simulado, foram levantadas no intuito de se determinar a máxima tensão e a tensão de ruptura que o material possui. A partir da exposição de amostras ao fluido corpóreo simulado (SBF- simulated body fluid), foi possível estimar por meio de cálculos a taxa de degradação in vitro, em um reator bioquímico projetado para simular a circulação do corpo humano. Assim, foi possível verificar as perdas de propriedades mecânicas ao longo do tempo, bem como o mecanismo de corrosão e seus subprodutos. Os resultados obtidos dos tubos analisados foram comparados com tubos de ferro puro fabricado por fusão e com o aço inoxidável AISI 316-L, reportados por literaturas tipicamente aplicado ao uso de stents. As amostras produzidas foram analisadas e apresentaram uma porosidade variando entre 8,8% a 13,5%. Ao se avaliar os resultados, se evidencia que o volume de vazios oriundos pelos poros e sua interconectividade afetam a taxa de corrosão. O ferro puro produzido por MPI no ensaio de tração para corpos de prova de “Dog Bone” exibiu valores de limite de escoamento (Re) entre 140 e 170 MPa, e os seus Módulos de Young (E) ficaram entre 110 e 180 GPa, o limite de tensão máxima média (σmed) de 265 MPa, enquanto o alongamento (δ) variou entre 40 e 70%. As amostras de tubos produzidas nesse trabalho atenderam de maneira satisfatória à tensão máxima de 0,6 MPa que a literatura refere ser a necessária para que o material suporte o tempo de permanência no corpo humano. As amostras foram testadas semanalmente durante o período de 14 semanas. Como parâmetro de referência, foi ensaiado um tubo sem estar submetido ao ambiente corpóreo simulado, e neste caso se obteve a tensão de cisalhamento máxima de 9 MPa. Por outro lado, a amostra que permaneceu por 14 semanas exposta à solução de Hank´s demonstrou a perda de aproximadamente 80% das propriedades mecânica iniciais, comparada com a amostra de referência sem passar pelo ambiente corpóreo simulado, ainda assim atendendo à exigência para implante. A taxa de degradação dos tubos produzidos por MPI foi superior à do ferro puro fabricado por fusão, segundo a citação da literatura, o que indica, que o material apresentará completa degradação em torno de 8 meses, conforme cálculos de estimativas. Por fim, os resultados indicam que a MPI é um processo de fabricação tecnicamente aplicável, para obtenção de estruturas tubulares de parede fina, mostrando se uma rota plenamente viável para produção de stens, tornando esta uma potencial rota de fabricação, promovendo uma diminuição nos custos de obtenção de implantes bioabsorvíveis de parede fina, conforme indicação de literatura.