Obtenção da fase tetragonal na cerâmica do sistema SiO2-ZrO2 para aplicação biomédica
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2022
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CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.
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Resumo
O vasto campo de aplicação das cerâmicas à base de zircônia se deve à estabilização em
temperatura ambiente, da estrutura tetragonal e cúbica, por adição controlada de óxidos dopantes
como ítria, magnésia, cálcia, céria e algumas terras raras. Dentre os biomateriais cerâmicos, a
zircônia tetragonal policristalina estabilizada com ítria (Y-TZP) se destaca por suas propriedades
químicas e mecânicas. Importantes aplicações da Y-TZP estão em materiais ortopédicos, tais como,
em cabeças femorais, em próteses de quadril, de joelho e de ombro. Na odontologia, a Y-TZP é
também largamente empregada como material de infra-estrutura de coroas e próteses parciais
fixas. Os biomateriais cerâmicos podem ser classificados de acordo com a sua interação com o
tecido hospedeiro como bioinertes, bioativas e bioreabsorvíveis. A Y-TZP, amplamente aplicada
como biomaterial, é inerte. Isto significa que quando implantada, além de manter suas
propriedades químicas e mecânicas, é bem tolerada pelo organismo e não provoca resposta dos
tecidos. As cerâmicas bioativas interagem com o tecido circundante estimulando o sistema tissular
a reconhecer o material implantado como se este fosse natural e assim auxilia a cura. Como
exemplos de cerâmicas bioativas, destacam-se a hidroxiapatita, os biovidros e as vitrocerâmicas.
Recentemente, estuda-se a estabilização da fase tetragonal da zircônia por adição de sílica. Isto
porque a presença de sílica na zircônia poderia auxiliar na osteointegração quando implantada,
conferindo ao material a propriedade bioativa. Neste trabalho, sintetizou-se a zircônia estabilizada
com adição de sílica, com a composição molar SiO2: ZrO2 de 60: 40. Utilizou-se soluções de
Na2SiO3 e ZrOCl2, como matérias primas de Si e Zr, respectivamente. Estas soluções são
provenientes da fusão alcalina da zirconita, processo já estudado e padronizado no IPEN.
Inicialmente, gel de sílica foi obtido por catálise ácida por adição de HCl na solução de Na2SiO3.
Suspensão homogênea deste gel juntamente com solução de ZrOCl2 foi alcançada por agitação
mecânica e ultrassom. Solução de NH4OH foi acrescida à suspensão, sob agitação mecânica, para
precipitar os óxidos distribuídos no gel. O produto resultante foi filtrado, lavado com água, seco a
80 °C e calcinado a 900ºC por 3h, obtendo-se o pó cerâmico que, por compactação e sinterização
a 1500ºC por 2h, resultou no corpo cerâmico. Os produtos obtidos foram caracterizados por
técnicas de análise térmica diferencial (ATD), FTIR, MEV e DRX. Resultados de DRX confirmaram a
presença da fase tetragonal da zircônia na cerâmica e teste in vitro com células de ovário de
hamster chinês (CHO) mostrou que o material não é citotóxico.
Como referenciar
YAMAGATA, C.; RODAS, A.C.; ERETIDES, G.T.; MELLO CASTANHO, S.R.; RODRIGUES, V.G. Obtenção da fase tetragonal na cerâmica do sistema SiO2-ZrO2 para aplicação biomédica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33736. Acesso em: 22 Feb 2025.
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