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KATIA SHIMABUKURO DONATH - DISSERTAÇÃO - PPG-CEMat 2014..pdf: 2790645 bytes, checksum: b24d34b39a32402a89c30625e71e1979 (MD5) === Made available in DSpace on 2018-04-16T19:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1
KATIA SHIMABUKURO DONATH - DISSERTAÇÃO - PPG-CEMat 2014..pdf: 2790645 bytes, checksum: b24d34b39a32402a89c30625e71e1979 (MD5)
Previous issue date: 2014-10-27 === Revestimentos porosos metálicos têm sido utilizados nas próteses ortopédicas
de quadril para promover a fixação biológica da prótese ao osso. Dentre os
materiais mais utilizados para fabricação da prótese e do revestimento estão o
titânio comercialmente puro e a liga de titânio Ti-6Al-4V. O titânio e suas ligas
apresentam alotropia, sendo suas características e propriedades influenciadas
por dois fatores principais: composição química e microestrutura. As
características de espessura, porosidade, tamanho de poros e
interconectividade dos poros no revestimento são importantes para que haja a
melhor condução do crescimento ósseo e fixação da prótese. Têm sido
reportados na literatura diferentes mecanismos de falha de próteses de quadril
em decorrência do revestimento depositado na prótese. Neste trabalho foram
identificados 32 normas técnicas e documentos relacionadas ao material, a
forjados e a pós metálicos para revestimento de Ti cp e liga de Ti-6Al-4V, além
de normas de avaliação do revestimento e guias, alguns com critérios de
aceitação, outros não. Na norma ABNT NBR 15628-4 foi verificada
inconsistência nos requisitos microestruturais alfa case. Normas técnicas foram
comparadas e relacionadas com dados da literatura, pontos críticos foram
relacionados ao revestimento poroso metálico, métodos de produção, seus
efeitos no substrato de Ti-6Al-4V e características do revestimento poroso.
Foram avaliados 8 produtos comercializados no Brasil, considerando o Registro
Anvisa, avaliação laboratorial do substrato e do revestimento. No substrato, a
composição química foi determinada por Espectroscopia de emissão ótica. A
microscopia Ótica (MO) foi utilizada para avaliação microestrutural do substrato
e para avaliação estereológica do revestimento. Quanto à composição química
do substrato, foram identificados 2 componentes fabricados em Ti cp e 6 em
liga Ti-6Al-4V, sendo detectada divergência entre a informação do Registro
Anvisa e o produto avaliado. Na avaliação microestrutural do substrato a maior
incidência de problemas ocorreu nos produtos fabricados por sinterização, de
fabricantes estrangeiros, sendo que 50% dos produtos em liga Ti-6Al-4V
apresentaram microestruturas com fase alfa contínua no contorno de grão beta,
prejudicial à resistência à fadiga e corrosão do produto, sendo possível a
associação com processamento a temperaturas maiores que a temperatura
beta transus. Na avaliação da espessura do revestimento todas as amostras de
fabricantes estrangeiros tiveram maiores espessuras que a dos fabricantes
nacionais, sendo que não foi verificada espessura maior que 500µm entre os
nacionais. É possível concluir que as microestruturas são afetadas pelos
processos térmicos e que essas precisam de um maior controle,
regulamentação e fiscalização para o fornecimento de produtos mais seguros e
eficazes, sugerindo a criação de um regulamento específico que reúna de
forma clara e concisa as características necessárias para o produto final. === Metallic porous coatings have been used on hip orthopedic prostheses to
promote ingrowth of bone into the porous coating prostheses. Among different
materials used to manufacture hip prostheses and coatings are titanium
materials. Mostly used and available are commercially pure titanium and Ti-6Al4V
alloy. Titanium and its alloys are allotrope. Its characteristics are influenced
by two principal factors: chemical composition and microstructure. Thickness,
porosity, pore size e interconnectivity between pores and coating are important
for the bone growth and prosthesis fixation. Different mechanism of hip
prosthesis failures in result of the coating placed on the prosthesis have been
reported in the literature. In this thesis various technical standards for Titanium
commercially pure and Ti-6Al-4V were identified. They are related to the
material, the forging and metallic powders for coatings, Furthermore, evaluation
methods for coating and industry guidelines, some with acceptance criteria,
some without, were found. Within the standard ABNT NBR 15628-4
inconsistencies regarding the required microstructures were found. Technical
standards were compared and linked to data from the literature. Critical points
related to porous metallic coating, production methods, its effects on Ti-6Al-4V
substrate and characteristics of porous coatings. 8 in Brazil commercially
available products were evaluated considering their registration at ANVISA and
analysis of their coatings in a lab. The chemical composition of the substrate
was determined by optical emission spectroscopy. Optical microscopy was
used to evaluate the microstructure of the substrate and for stereological
analysis of the coating. Chemical composition analyses of the substrate pointed
2 components made of Titanium commercially pure and 6 made of Ti-6Al-4V.
One sample had results of substrate according Ti-6Al-4V alloy besides
registration information at ANVISA described substrate made of Ti commercially
pure. Regarding the microstructural analysis of the substrate, the majority of
problems occurred with products made by sintering and by foreign producers.
50% of products made by Ti-6Al-4V presented microstructures with continuous
alpha phase on the beta grain boundaries. Therefore it can be concluded that
they were processed at temperatures higher than beta transus temperatures.
Analyzing the thickness of the coating, all samples from foreign producers had a
bigger thickness than any national product. No national product had a thickness
bigger than 500µm. Therefore it is possible to conclude that the microstructure
was affected by the thermic processes and that those need better controls,
regulation and surveillance in order to supply more secure and effective
products.
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