EURICO FELIX PIERETTI

EURICO FELIX PIERETTI

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Corrosion analyses of anodized aluminum for biomedical purposes
2023 - PIERETTI, EURICO F.; NEVES, MAURICIO D.M.; CORREA, OLANDIR V.; ANTUNES, RENATO A.; OLIVEIRA, MARA C.L.; PILLIS, MARA C.L.
Introduction and objective: Anodic aluminum oxide has attracted a lot of interest due to the regular arrangement of nanopores, ease of control of the nanopores diameter, large specific surface area, low cost, good thermal stability, absence of toxicity and biocompatibility. The geometric arrangement of nanopores makes it possible to use alumina as a mold for the synthesis of various nanostructures, such as nanopores, nanotubes, nanorods and nanowires that have many advantages in advanced application areas due to their unique chemical, physical, mechanical, and optical properties [1,2]. The objective of this work was to study the corrosion susceptibility of anodized aluminum samples for biomedical applications. Methodology: In the present work, the localized corrosion resistance of AA6061aluminum alloy anodized in oxalic acid solution (C2H2O4) and sulfuric acid (H2SO4) was evaluated by electrochemical techniques. Prior to the anodization stage, the samples were electrolytically polished in a solution of perchloric acid and ethanol. Results and discussion: All samples showed a protective behavior on their surfaces, higher corrosion potentials in relation to the standard reference sample and a shift towards lower values of corrosion current densities in relation to the sample without passivation treatment. These results indicate that the anodizing treatments of AA6061 aluminum surfaces in oxalic or sulfuric acid are effective in producing surfaces resistant to localized corrosion and can therefore be used to coat this type of surface, ensuring an increase in the useful life of the devices. Conclusions: The results indicated superior corrosion resistance in the anodized samples in both conditions. Therefore, it is necessary to constantly advance research on the use of nanoporous anodic alumina coatings on biomaterials surfaces.
Surface investigation of a laser etched metallic biomaterial
2023 - PIERETTI, EURICO F.; NEVES, MAURICIO D.M.; CORREA, OLANDIR V.; ANTUNES, RENATO A.; OLIVEIRA, MARA C.L.; PILLIS, MARINA F.
Introduction and objective: Surface treatments are used to improve characteristics, such as: markings, texturing and polishing. The texturizations are produced to provide roughness and, consequently, adherence in specific locations of implantable medical devices of permanent character, that is, implants of prolonged use. Sometimes this process can generate stress concentrators and regions with probability for the occurrence of failures that can lead to fracture; in addition to damaging the passive layer, favouring the initiation of various forms of corrosion [1]. This work aims to evaluate the effect of the laser beam texturing technique in metallic implants on the corrosion resistance of ASTM 316L stainless steel. Methodology: Samples were prepared from the stainless steel textured by fiber optic laser doped with ytterbium (Yb) by changing the values of the frequency of the laser pulse cadence and keeping the other parameters constant. As a comparison, samples of the biomaterial without any type of laser treatment were also evaluated. The electrochemical tests performed consisted of open circuit corrosion potential (OCP) monitoring and cyclic potentiodynamic polarization measurements, determined after hours of immersion at 37°C body temperature. The scanning vibrating electrode electrochemical technique (SVET) was used as a tool to determine the corrosion current density in 0.1M NaCl solution. Results and discussion: The results obtained revealed the highest anodic current densities in the regions engraved by the laser beam and cathodic current densities in the regions farthest from the engravings, which indicates that laser engraving, in addition to increasing the roughness of the surfaces, makes them essentially anodic, changes the passive layer, affects the distribution of corrosion current densities and decreases the resistance to localized corrosion of this biomaterial. Conclusions: The change in the laser pulse frequency values is directly related to the behaviour observed on the analysed surfaces, indicating that the laser texturing treatment affects the passive layer of the material decreasing the resistance to localized corrosion.
Magnetic properties evaluation of 316L stainless steel produced by additive manufacturing for biomedical use
2023 - PIERETTI, EURICO F.; BONANI, EDUARDO G.; NEVES, MAURICIO D.M.; ANTUNES, RENATO A.; MARTIN, RAMON V.
Introduction and objective: The modern additive manufacturing (AM) techniques represent the current state of the art of industry 4.0. Advanced selective laser melting techniques allow the production of parts with the most varied sizes, shapes and complex geometries, which would be difficult to obtain previously with casting, joining, machining, among others. In addition to saving material, they are automated, do not generate wear to the tooling and little waste. The durability of surgical instruments, implants, and prostheses with this type of manufacturing can be considered greater than that using conventional methods with cutting tools [1]. Austenitic stainless steels have been widely used for the manufacture of implants due to their good mechanical and electrochemical properties and their relative low cost. The present work evaluated the variation of some laser beam conditions, regarding the magnetic susceptibility in AISI 316L stainless steel samples produced by additive manufacturing (AM). Methodology: The magnetic susceptibility of AISI 316L stainless steel was measured on samples produced by selective laser melting (SLM), in the dimensions: (12 x 35 x 3) [mm], layer thickness: 30 [μm], power: 53, 73, 93, 132 [W] and scanning speed: 800, 900, 1000, 1100 [mm/s]; seeking to meet requirements of: adequate surface finish, i.e. low roughness, high density (with low porosity index), according to the standard for metallic materials obtained by additive manufacturing (ASTM F3122-14). Results and discussion: This occur because there is a microstructural transformation of the austenitic steel surface from the temperature increase generated by the laser beam energy. As the austenitic phase is paramagnetic, but the altered phase is ferromagnetic, a magnetic method was used to identify this transformation. The amount of altered material is tiny, and so the magnetic method must be extremely sensitive. To this end, a device like a susceptibility balance was set up. The use of an analytical balance allowed the measurement of this transformation with acceptable uncertainties. Conclusions: The powder metallurgy production process using selective laser melting induced the formation of magnetic phases on the surfaces of the evaluated samples, resulting in small but significant changes in the magnetic susceptibility values.
Biotribological characterization of laser textured Ti6Al4V produced by addictive manufacturing
2023 - PIERETTI, E.F.; OLIVEIRA, M.C.L.; ANTUNES, R.A.; RIBEIRO, M.S.; NEVES, M.D.M.
Tribological characterization of nanoporous anodized anodic alumina coatings for biomedical applications
2023 - PIERETTI, E.F.; CORREA, O.V.; NEVES, M.D.M.; OLIVEIRA, M.C.L.; ANTUNES, R.A.; PILLIS, M.F.
Avaliação eletroquímica de alumina anódica nanoporosa aplicada a revestimentos biomédicos
2023 - PIERETTI, E.F.; CORREA, O.V.; NEVES, M.D.M.; OLIVEIRA, M.C.L.; ANTUNES, R.A.
Óxido de alumínio anódico tem atraído interesse devido ao arranjo regular denanoporos, grande área de superfície específica, boa estabilidade térmica,ausência de toxicidade e biocompatibilidade. As estruturas OAA têm sidoaplicadas em filtros, biossenssores, sensores de oxigênio, catálise efotocatálise. O arranjo geométrico dos nanoporos torna possível utilizar aalumina como molde para a síntese de várias nanoestruturas, como nanoporos,nanotubos, nanobastões e nanofios que apresentam muitas vantagens em áreas deaplicação avançadas devido a suas propriedades químicas, físicas, mecânicas eópticas únicas. Dentre os materiais de aplicação biomédica destacam-se algumasligas de alumínio, pois apresentam resistência mecânica satisfatória,resistência à corrosão e baixo custo.
Avaliação eletroquímica da liga Ti6Al4V produzida por manufatura aditiva
2023 - PIERETTI, E.F.; CORREA, O.V.; SILVA, L.C.E. da; PILLIS, M.F.; RIBEIRO, M.S.; ROSSI, W. de; NEVES, M.D.M.
O aprimoramento de propriedades de superfície é uma exigência para osbiomateriais. O objetivo deste trabalho foi investigar a resistência à corrosãode amostras da liga Ti6Al4V produzidas por manufatura aditiva, em solução deRinger, que simula os fluidos corpóreos. As amostras foram produzidas alterando-se alguns parâmetros do processo. A resistência à corrosão foi avaliadautilizando-se métodos eletroquímicos como: monitoramento de potencial decircuito aberto, medições de espectroscopia de impedância eletroquímica epolarização cíclica e análises de superfície por MEV. Algumas amostras forammais susceptíveis à corrosão, pois a alternância de parâmetros do processo defabricação produz superfícies distintas com acabamento superficialdiversificado, resultando em comportamentos diversos.
Tribology analysis on anodized aluminum surfaces for biomedical purposes
2023 - PIERETTI, EURICO F.; CORREA, OLANDIR V.; NEVES, MAURICIO D.M. das; ANTUNES, RENATO A.; PILLIS, MARINA F.
Caracterização superficial de alumina anódica nanoporosa aplicada a revestimentos biomédicos
2022 - PIERETTI, E.F.; CORREA, O.V.; NEVES, M.D.; ANTUNES, R.A.; PILLIS, M.F.; OLIVEIRA, M.C.
As superfícies dos biomateriais utilizados como dispositivos médicos implantáveis e no ferramental cirúrgico devem ser adequadas à função que exercem; por este motivo a importância do estudo do acabamento superficial aumenta à medida que crescem as exigências do projeto, no que se refere ao regime de aderência entre o implante e o tecido humano adjacente e, requisitos de geometria e precisão nos implantes e nos utensílios cirúrgicos. Estes biomateriais, quando em contato com o tecido humano, estão sujeitos a falhas como desgaste, fadiga, micro movimentos, desprendimento de partículas e degradação, podendo causar hipersensibilidade, ou a necessidade de uma nova cirurgia para remoção e substituição. Consequentemente aumentam as despesas para os pacientes, convênios médicos e as instituições públicas de saúde. Óxido de alumínio anódico (OAA) tem atraído muito interesse devido ao arranjo regular de nanoporos, facilidade de controle do diâmetro dos nanoporos, grande área de superfície específica, baixo custo, boa estabilidade térmica, ausência de toxicidade e biocompatibilidade. Devido a essas características, as estruturas OAA têm sido utilizadas em aplicações como processos de filtração, biossenssores, sensores de oxigênio, catálise e fotocatálise. Além disso, o arranjo geométrico dos nanoporos torna possível utilizar a alumina como molde para a síntese de várias nanoestruturas, como nanoporos, nanotubos, nanobastões e nanofios que apresentam muitas vantagens em áreas de aplicação avançadas devido a suas propriedades químicas, físicas, mecânicas e ópticas únicas. Por isso, tornase necessário o constante avanço nas pesquisas sobre a utilização de revestimentos de alumina anódica nanoporosa sobre as superfícies dos biomateriais.
Avaliação da resistência à degradação do aço inoxidável AISI 316L revestido por filmes finos de TiO2
2022 - PIERETTI, E.F.; CORREA, O.V.; PILLIS, M.F.; ANTUNES, R.A.; NEVES, M.D. das
Os materiais metálicos utilizados na área de engenharia de biomateriais são geralmente materiais passivos e, dessa forma, estão sujeitos à corrosão localizada principalmente pela ação dos íons cloreto. Um dos tipos mais comuns de corrosão observados nestes materiais é a geração de pites. Os processos de produção envolvidos na fabricação de equipamentos para uso biomédico também afetam sua resistência à corrosão, especificamente aqueles que influenciam no acabamento de superfície. O aprimoramento de propriedades de superfície é uma exigência para os componentes metálicos utilizados em implantes e próteses. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência películas finas de TiO2, de tamanho nanométrico, na resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L, em uma solução de Ringer, que simula os fluidos corpóreos, a 25 °C . Os filmes foram depositados por CVD (deposição química em fase vapor). A resistência à corrosão foi avaliada utilizando-se métodos eletroquímicos como: monitoramento de potencial de circuito aberto (PCA), medições de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica cíclica. A porosidade dos diferentes filmes também foi determinada utilizando-se um método eletroquímico. Análises de superfície e secções transversais foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de corrosão mostraram que as amostras revestidas eram menos susceptíveis à corrosão do que as amostras sem recobrimento. Os revestimentos de TiO2 são finos, aderentes e conduzem a um comportamento mais capacitivo do filme passivo. Estes resultados sugerem que os filmes finos obtidos por este método podem ser empregados para a proteção contra a degradação deste aço inoxidável em ambientes agressivos.