Os materiais à base de ligas de titânio vêm sendo cada vez mais utilizados para as cirurgias craniomaxilofaciais. Essas ligas demonstraram baixo módulo de elasticidade, boa resistência mecânica, boa adaptação óssea, excelente biocompatibilidade e alta força de tensão, sendo que outra característica favorável dessas ligas é a formação da camada de dióxido de titânio em sua superfície quando em contato com o ar, o que as deixa muito resistentes à corrosão (MARSH, 1989).
No presente estudo, após análise ultra-estrutural e EDS, verificou-se que as amostras foram identificadas e analisadas dentro das regiões sem deformações e/ou contaminações que pudessem ter sido causadas pela montagem do experimento. Observou-se que ambas as empresas apresentaram algumas alterações em sua superfície, como contaminantes superficiais, manchamentos, rebarbas e cavacos de usinagem. Comprovou-se que as placas de ambas as empresas eram compostas de titânio puro, e que as origens das contaminações que foram encontradas em nosso estudo seriam as mesmas citadas por Kasemo e Lausmaa (1988), Steinemann (2000), Morra et al. (2003), Neto e Del Pino (2007) e Vieira (2007).
Nas placas nacionais, foram encontrados em suas amostras: sódio, fósforo, enxofre, potássio, cloro, carbono, nitrogênio, alumínio, silício e cálcio, e nas amostras de placas importadas: carbono, magnésio, alumínio, silício, enxofre, cálcio, ferro, zinco, fósforo, potássio, níquel e nitrogênio.
Sódio, fósforo, enxofre, potássio, cloro, carbono, nitrogênio, alumínio, silício e cálcio, encontram-se envolvidos, segundo a revisão de literatura, no processo de limpeza e embalagem (KASEMO; LAUSMAA, 1988; STEINEMANN, 2000; MORRA et al. (2003), NETO; DEL PINO, 2007; VIEIRA 2007). Descartaram-se contaminações por esterilização, pois as amostras não tinham sido submetidas ainda ao processo de esterilização, fato este que nos leva a admitir que os contaminantes encontrados tivessem sido derivados do processo de manufatura.
Contaminação com cloreto de sódio, por exemplo, foi o mais comumente encontrado; contaminação com ácido sulfúrico e/ou fosfórico, cloreto de potássio, carbonato de cálcio, ácido sulfúrico, sílica e/ou óxido de alumínio também foram encontrados.
Kasemo e Lausmaa (1988) afirmam que um cuidado que devemos ter é em relação à embalagem para esterilização. Acreditam que, se houver um contato físico entre o material da embalagem e o implante, uma nova superfície do implante pode se formar. No presente
estudo, isso parece se confirmar na medida em que encontramos indícios de contaminação de amostra com carbonato de cálcio. Tal produto é largamente utilizado na fabricação de papel, no sentido de aumentar a resistência e o brilho do papel.
A sílica e o óxido de alumínio são utilizados para jateamento, lixamento e polimento em vários tipos de granulações. O jateamento pode ser utilizado na remoção dos cavacos de usinagem e condicionamento de superfície (VIEIRA, 2007). O lixamento está envolvido no processo de acabamento e o polimento para lisura superficial final e brilho.
O cloreto de sódio encontrado pode ser um precipitado pela reação descrita por Neto e Del Pino (2007), onde a água não deionizada reage com sabões formando um sal. A mesma explicação encontramos para o cloreto de potássio.
Ácidos podem ser utilizados no processo de limpeza, desengraxamento, soluções eletrolíticas, abrilhantamento de metais. Souza (2002) demonstra que o ácido sulfúrico é utilizado como solução eletrolítica no processo de anodização de ligas de titânio e também na confecção de papeis.
O magnésio e o cálcio podem ser da água na lavagem das amostras. No caso do ferro e do zinco, pode tratar-se de ferramentas no processo de torneamento; já no caso do silício, podemos acreditar que se trata de um jateamento ou polimento. O enxofre e o fósforo poderiam estar envolvidos na composição de ácidos (sulfúrico e fosfórico respectivamente) e sua utilização já fora explicada. Portanto, parece que as fontes de contaminações em ambos os fabricantes possuem aparentemente a mesma origem, ou seja, seus procedimentos de acabamento, limpeza e empacotamento.
Foi detectado nas placas nacionais o manchamento, que Vieira (2007) afirma poder ocorrer devido a dois motivos: o aquecimento no momento do torneamento ou falta de condutividade local.
Um problema verificado na placa importada foi o aparecimento de rebarbas (Figura 35). Placko et al. (2000) De Maeztu, Alava e Gay-Escoda (2003), citam como possibilidades para tal acontecimento deficiências no processo de usinagem, que podem ser devidas à velocidade da usinagem, qualidade dos equipamentos, ou falha na manutenção nos mesmo. Isto pode ser verdade em neste caso, tendo em vista que se encontraram traços de ferro e zinco que denotam contaminação com ferramenta de usinagem. Kalpakjian e Schmid (2001) dizem que as ferramentas de usinagem estão sujeitas às seguintes situações: altas tensões, altas temperaturas, escoamento do cavaco e o atrito com a superfície usinada. Estas solicitações provocam o desgaste da ferramenta, afetando também a qualidade da superfície usinada e a precisão dimensional. Há dois tipos de desgaste de ferramenta: o desgaste em
cratera e o desgaste em flanco. O que parece mais apropriado ao atual estudo é o desgaste em flanco, que ocorre na superfície de folga da ferramenta, sendo causado pelo atrito da ferramenta e a superfície usinada que proporciona desgaste abrasivo ou adesivo, altas temperaturas que afetam as propriedades do material da ferramenta, bem como da superfície da peça.
No ensaio dimensional, procurou-se verificar a quantidade de massa e a precisão nas dimensões. Neste tocante, utilizou-se a análise dos desvios padrões para avaliar-se a precisão conforme o trabalho de Trivellato et al. (2000). Nos casos das placas, o material importado apresentou uma padronização maior que o nacional, segundo a análise do desvio padrão. Procurou-se fazer uma correlação entre o desempenho mecânico, a quantidade de massa e as propriedades mecânicas dos componentes químicos.
Na análise dos resultados das médias, houve uma uniformidade maior do material importado sobre o material nacional, no que diz respeito ao ensaio mecânico. Acredita-se que tais resultados possam ser explicados a partir da análise dos fatores que afetam o desempenho de uma estrutura qualquer submetida a tais ensaios. Estes critérios seriam a densidade, a espessura e o módulo de elasticidade (MOURAD et al., 2004). Entretanto, a EDS nos informa que ambos os fabricantes utilizaram titânio comercialmente puro para manufatura das placas. Então, como explicar tais discrepâncias? A resposta encontrada estaria na graduação do titânio, cujas diferenças de composição e desempenho mecânico encontram-se nas Tabelas 2 e 3. Apesar de ser denominado titânio comercialmente puro, observa-se na Tabela 3 que temos quatro variações de composição, principalmente no que diz respeito aos componentes ferro e oxigênio. Entretanto, estas variações não são detectadas no EDS. Para certificação da graduação do titânio que compõe cada amostra, seriam necessários outros testes, o que não era o objetivo do trabalho (TRIVELLATO et al., 2000). Entretanto, em se observando a força de tensão de cada tipo de graduação de titânio (Tabela 2), e sabendo que, segundo Callister (1991), esta estaria diretamente ligada ao módulo de elasticidade, verificaria-se que o titânio grau 4, por exemplo, supera o titânio grau 2, em torno de 59%, o que seria um incremento bastante considerável em uma propriedade mecânica. Tal desempenho estaria ligado à adição de ferro ao titânio. Como já dito anteriormente, o ferro é um elemento β ligante, que, além de incrementar o desempenho mecânico da liga, também altera a densidade (como todos os elementos β ligante), devido à possibilidade de trabalho a frio, envelhecimento e refinamento dos grânulos (SILVA; SCHENEIDER; MOURA, 2006). Outro fator coadjuvante seria que, estando intimamente relacionados com a descrição anterior, os possíveis tratamentos térmicos e mecânicos empregados na liga, como descrito anteriormente, podem variar o módulo de
elasticidade (NINOMI; 1998; TADEI et al., 2004; SILVA; SCHENEIDER; MOURA, 2006). Portanto, a diferença de massa não seria tão discrepante e a geometria das placas é semelhante, ou seja, outros estudos e novas pesquisas poderiam ser aplicados para identificação de graduação das ligas, mas tal afirmação só poderia ser comprovada com futuros estudos de espectrometria de emissão atômica (AES).
CONCLUSÃO
Dentro da metodologia empregada, após análise e discussão dos resultados obtidos no trabalho, pode-se concluir que:
•
•
•
Após análise por microscopia eletrônica de varredura e análise de espectroscopia por dispersão de energia (EDS), observou-se que as placas de ambas as empresas eram compostas de titânio e com algumas alterações em sua superfície.
Após análise macroscópica, observa-se uma padronização mais uniforme das placas de titânio do sistema 2mm retas com 20 furos (Synthes – Suíça) em relação às placas de titânio do sistema 2mm retas 16 furos (Neoortho – Brasil). Após análise do ensaio mecânico, observou-se uma uniformidade das amostras, porém, um desempenho mais coeso do material importado sobre o material nacional.
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ANEXOS
ANEXO A – ANEXO DE FIGURAS
Figura 21 – Placa Neoortho 1 – Aumento de 1000X MEV. Fotomicrografia.
Contaminantes
Figura 22 – Placa Neoortho 1 – Aumento 1000X MEV. Fotomicrografia.
Figura 23 – Placa Neoortho 1 – Aumento 200X MEV. Fotomicrografia.
Manchamento e contaminantes
Figura 24 – Placa Neoortho 1 – Aumento 1000X MEV. Fotomicrografia.
Figura 25 – Placa Neoortho – Aumento 30X MEV. Fotomicrografia.
Vista geral do istmo. Contaminantes (pontos claros com bordos escuros)
Figura 26 – Placa Neoortho 2 – Aumento 10X MEV. Fotomicrografia.
Figura 27 – Placa Neoortho 2 – Aumento 30X MEV. Fotomicrografia.
Vista geral do furo. Contaminantes (pontos mais claros e minúsculos) e manchamentos (áreas esbranquiçadas)
Figura 28 – Placa Neoortho 2 – Aumento 30X MEV. Fotomicrografia.
Figura 29 – Placa Neoortho 2 – Aumento 500X MEV. Fotomicrografia.
Contaminantes
Figura 30 – Placa Neoortho 3 – Aumento 20X MEV. Fotomicrografia.
Figura 31 – Placa Neoortho 3 – Aumento 30X MEV. Fotomicrografia.
Contaminantes e manchamentos
Figura 32 – Placa Neoortho 3 – Aumento 1000X MEV. Fotomicrografia.
Figura 33 – Placa Neoortho 3 – Aumento 300X MEV. Fotomicrografia.
Cavaco de usinagem
Figura 34 – Placa Synthes 1 – Aumento 10X MEV. Fotomicrografia.
Figura 35 – Placa Synthes 1 – Aumento 30X MEV. Fotomicrografia.
Vista do istmo
Figura 36 – Placa Synthes 1 – Aumento 300X MEV. Fotomicrografia.
Figura 37 – Placa Synthes 1 – Aumento 2000X MEV. Fotomicrografia.
Contaminante
.
Figura 38 – Placa Synthes 2 – Aumento 10X MEV. Fotomicrografia.
Figura 39 – Placa Synthes 2 – Aumento 30X MEV. Fotomicrografia.
Vista do istmo. Contaminantes
Figura 40 – Placa Synthes 2 – Aumento 200X MEV. Fotomicrografia.
Figura 41 – Placa Synthes 3 – Aumento 10X MEV. Fotomicrografia.
Vista geral
Figura 42 – Placa Synthes 3 – Aumento 200X MEV. Fotomicrografia.
Figura 43 – Placa Synthes 3 – Aumento 20X MEV. Fotomicrografia.
Vista do furo. Contaminantes (pontos brancos)
Figura 44 – Placa Synthes 3 – Aumento 500X MEV. Fotomicrografia.
Figura 45 – Placa Synthes 3 – Aumento 200X MEV
Contaminantes
Figura 46 – Placa Synthes 3 – Aumento 2000X MEV. Fotomicrografia.
Figura 47 – Placa Synthes 3 – Aumento 100X MEV. Fotomicrografia.
Contaminantes
Figura 51 – Placa Neoortho – 3000X MEV – EDS
Figura 54 – Placa Neoortho 2 – 5000X MEV – EDS
Figura 56 – Placa Neoortho 3 – 2000X MEV – EDS
Figura 60 – Placa Neoortho 3 – 1000X MEV – EDS
Figura 63 – Placa Synthes 2 – 2000X MEV – EDS
ANEXO B – INSTRUÇÕES AOS AUTORES, REVISTA BIOMATERIALS
BIOMATERIALS
ISSN: 0142-9612
Guide for Authors
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Editorial Manager is an web-based submission and review system. Authors may submit manuscripts and track their progress through the system to publication. Reviewers can download manuscripts and submit their opinions to the editor. Editors can manage the whole submission/review/revise/publish process.
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This Declaration covers a number of logistic and ethical issues. A template for the covering letter may be found at http://biomat.edmgr.com. Authors may save this template, obtain the required signatures and then upload it as