Influência do tratamento por plasma frio na formação de fosfatos de cálcio sobre a superfície do nanocompósito de Al2O3/ZrO2

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Santos, Kátia Helena dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Al2O3/ZrO2; Biomimetic coating; Cold plasma; Nanocomposite; Nanocompósito; Plasma frio; Recobrimento biomimético; Surface treatment; Tratamento superficial
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-13042021-132215/

Devido à natureza bioinerte do nanocompósito de alumina/zircônia (Al2O3/ZrO2), recobrimentos superficiais com fosfatos de cálcio são utilizados para melhorar a sua interação com o tecido hospedeiro quando implantado. Visando melhorar a interface nanocompósito/fosfatos, tratamentos superficiais antes do recobrimento são realizados. Nesse sentido, o tratamento por plasma frio se destaca por promover modificações apenas nas propriedades químicas e físicas superficiais do nanocompósito, sem comprometer as suas características intrínsecas. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do tratamento por plasma frio na formação de fosfatos de cálcio sobre a superfície do nanocompósito de Al2O3/ZrO2. Para isso, nanocompósitos de Al2O3 contendo 5 % em volume de inclusões nanométricas de ZrO2 foram conformados por prensagem isostática e sinterizados à 1500 °C por 2 h. Em seguida, foram tratados superficialmente usando diferentes proporções de fluxo dos gases de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). O fluxo do gás de hidrogênio (H2) foi mantido constante 50 %. Após essa etapa, os nanocompósitos tratados e não tratado superficialmente foram recobertos biomimeticamente com fosfatos de cálcio durante 14 dias, e então caracterizados usando diferentes técnicas. Os resultados obtidos mostraram que o prévio tratamento, independentemente da atmosfera gasosa, afetou quimicamente aos grupos funcionais superficiais da ZrO2 e da Al2O3 nos nanocompósitos. Observou-se ainda que apesar das espécies ativas do gás N2 ser predominante, as espécies ativas do gás O2 também promoveram alterações nesses grupos funcionais superficiais. Ressalta-se que o tratamento favoreceu a formação de três fases de fosfatos de cálcio: α e β-fosfato tricálcico (α e β-TCP) e hidroxiapatita (HA). Além disso, o percentual dessas fases variou em função das diferentes proporções gasosas usadas no tratamento superficial por plasma frio. Dentre as condições estudadas, as superfícies tratadas com maior proporção do fluxo do gás N2 apresentaram maior formação de fosfatos de cálcio. Os testes in vitro demonstraram que os nanocompósitos tratados e recobertos são biocompatíveis, se mostrando promissores para serem usados como substitutos ósseos.