LARISSA OLIVEIRA BERBEL
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Artigo IPEN-doc 28936 Niobium- and titanium-based coating for the protection of carbon steel SAE 1020 against corrosion2022 - HELLEIS, RODRIGO; MAIA, GUILHERME A.R.; CASTRO, ERYZA G. de; BERBEL, LARISSA O.; COSTA, ISOLDA; BANCZEK, EVERSON do P.Purpose: The purpose of this paper is to evaluate the protection against corrosion of carbon steel SAE 1020 promoted by a niobium- and titanium-based coating produced from a resin obtained by the Pechini method. Design/methodology/approach: A resin was prepared with ammonium niobium oxalate as niobium precursor and K2TiF6 as titanium precursor. Carbon Steel SAE 1020 plates were dip coated in the resin and calcinated for 1 h at 600 ºC. Scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction were used to characterize the coating morphologically and structurally. Open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy, anodic potentiodynamic polarization and scanning vibrating electrode technique were used to evaluate the corrosion protection of the coating. Findings: The electrochemical analyses evidence slight protection against corrosion of the coating by itself; however, the needle-like crystal structure obtained may potentially provide a good anchorage site, suggesting the coating could be used as a pretreatment that may present similar application to phosphating processes, generating lower environmental impacts. Originality/value: Due to increasingly restrictive environmental laws, new environmentally friendlier surface treatments must be researched. This paper approaches this matter using a combination of niobium- and titanium-based coating, produced by a cleaner process, the Pechini method.Artigo IPEN-doc 26424 Determinants of corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy dental implants in an In Vitro model of peri-implant inflammation2019 - BERBEL, LARISSA O.; BANCZEK, EVERSON do P.; KAROUSSIS, IOANNIS K.; KOTSAKIS, GEORGIOS A.; COSTA, ISOLDABackground Titanium (Ti) and its alloys possess high biocompatibility and corrosion resistance due to Ti ability to form a passive oxide film, i.e. TiO2, immediately after contact with oxygen. This passive layer is considered stable during function in the oral cavity, however, emerging information associate inflammatory peri-implantitis to vast increases in Ti corrosion products around diseased implants as compared to healthy ones. Thus, it is imperative to identify which factors in the peri-implant micro-environment may reduce Ti corrosion resistance. Methods The aim of this work is to simulate peri-implant inflammatory conditions in vitro to determine which factors affect corrosion susceptibility of Ti-6Al-4V dental implants. The effects of hydrogen peroxide (surrogate for reactive oxygen species, ROS, found during inflammation), albumin (a protein typical of physiological fluids), deaeration (to simulate reduced pO2 conditions during inflammation), in an acidic environment (pH 3), which is typical of inflammation condition, were investigated. Corrosion resistance of Ti-6Al-4V clinically-relevant acid etched surfaces was investigated by electrochemical techniques: Open Circuit Potential; Electrochemical Impedance Spectroscopy; and Anodic Polarization. Results Electrochemical tests confirmed that most aggressive conditions to the Ti-6Al-4V alloy were those typical of occluded cells, i.e. oxidizing conditions (H2O2), in the presence of protein and deaeration of the physiological medium. Conclusions Our results provide evidence that titanium’s corrosion resistance can be reduced by intense inflammatory conditions. This observation indicates that the micro-environment to which the implant is exposed during peri-implant inflammation is highly aggressive and may lead to TiO2 passive layer attack. Further investigation of the effect of these aggressive conditions on titanium dissolution is warranted.Artigo IPEN-doc 24274 A influência dos procedimentos de limpeza de implantes no processo de corrosão de implantes dentários da liga Ti-6Al-4V2017 - BERBEL, LARISSA O.; BANCZEK, EVERSON do P.; SAIKI, MITIKO; BLACK, RACHEL; KOTSAKIS, GEORGIOS A.; COSTA, ISOLDAliga de titânio (Ti) de grau V é comumente utilizada em implantes dentários devido à sua biocompatibilidade e resistência à corrosão. No entanto, na prática, nos casos em que a remoção de implantes é necessária devido à infecção relacionada ao implante (isto é, peri-implantite), a presença de produtos de corrosão na superfície do implante é geralmente observada. As teorias em desenvolvimento sobre a origem desses produtos de corrosão de Ti implicam em processos de higiene de implantes na redução da resistência à corrosão de Ti. Existem várias intervenções propostas para a limpeza de implantes com peri-implantitis. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos de duas dessas intervenções de higiene para o tratamento de implantes com peri-implantitis usando um modelo in vitro de peri-implantite. Inicialmente um biofilme ex-vivo foi cultivado em discos Ti de grau V e, após intervenções de higiene para limpeza os discos de Ti foram imersos em meio de cultura de tecidos (solução de Mininum Eagle Medium (MEM) suplementada com 10% de soro fetal bovino) durante 4 semanas. Os tratamentos de limpeza investigados foram: (a) uso de solução salina pressurizada (Waterpik Inc) e (b) escovamento com escova de titânio (Straumman Inc), usando máquina rotativa manual. Discos não tratados foram utilizados como controles. Após a limpeza, as amostras foram expostas a meios que simulam as do fluido corporal, em duas condições, presença ou ausência de oxigênio atmosférico (O2) para simular aeração natural ou reduzida durante a cicatrização ou inflamação precoce. Alíquotas de imersão foram obtidas a 1 e 4 semanas após a imersão e sua composição analisada por análise de ativação de neutrôns. Além disso, as superfícies das amostras da liga de titânio foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise por dispersão de energia (EDS). O efeito da presença ou ausência de O2 na resistência à corrosão dos implantes também foi investigado por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e o potencial do circuito aberto foi medido em função do tempo de exposição a um meio que simula fluidos fisiológicos. Nenhum dos grupos teve eluição detectável a 1 semana. Os resultados também mostraram que amostras escovadas (escova de titânio) ou limpas com solução salina pressurizada e expostas em condições anaeróbicas por 4 semanas produziram maior eluição de titânio no fluido simulado do que em condições aeróbicas. A solução salina pressurizada com baixa intensidade teve eluição mínima comparável aos controles não tratados. Observação por MEV mostrou que na superfície de amostras que também apresentaram níveis elevados de elementos dissolvidos na solução de teste, havia presença de grandes quantidades de manchas escuras. Análise por EDS também mostrou que, em condição anaeróbica, as superfícies dos discos foram mais atacadas do que em presença de O2. Os resultados eletroquímicos apoiaram os resultados das análises químicas e observação da superfície ao mostrar que, em meio com baixos teores de oxigênio, a suscetibilidade do implante ao ataque corrosivo é maior do que no meio com disponibilidade de oxigênio.