Vidros bioativos aprimorados com alumina e estrôncio
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2023
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CONGRESSO BRASILEIRO DE CERAMICA, 67.
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Resumo
Vidros bioativos são materiais funcionais que evocam uma resposta biológica específica quando em
contato com os organismos vivos. Desde a descoberta de Hench, a maioria das pesquisas conduzidas na
área de vidros bioativos foi centrada na composição inicialmente estabelecida (45S5), conhecida como
Biovidro®, com o intuito de tornar o material mais compatível de acordo com a aplicação requerida ou
ainda viabilizar sua obtenção a partir de várias técnicas de fabricação. A complexidade em projetar
composições novas como 45S5 Biovidro® é principalmente devido ao fato de que quanto mais
componentes você possui, mais difícil é traçar a relação entre composição, estrutura e bioatividade.
Embora os vidros bioativos tenham sido amplamente utilizados para superfícies de implantes
ortopédicos e dentais, sua resistência mecânica limitada, baixa tenacidade e resistência ao desgaste
além de alta tendência a cristalização, impediram seu uso como dispositivos de suporte de carga ou que
necessitem passar por tratamento térmicos durante sua produção. Considerando que em semelhante
material, mesmo uma pequena variação na composição pode modificar profundamente suas
características levando a propriedades fisico-químicas ou mecânicas muito diferentes, a presente
pesquisa foi conduzida modificando a rede de vidro 45S5 Biovidro® pela adição de Al2O3 e SrO a fim
de obter um vidro altamente bioativo e com melhor desempenho mecânico, tribológico e térmico para
aplicações biomédicas. Quatro composições foram calculadas e produzidas, entre elas o 45S5, para
elucidar a influência de ambos os óxidos na estrutura e cristalização do vidro separadamente e sua
sinergia quando juntos. Propriedades térmicas, tendência à cristalização e comportamento de
sinterização foram avaliados por calorimetria diferencial de varredura, microscopia a quente e
dilatometria. As alterações das estruturas de médio alcance foram caracterizadas por espectroscopia
Raman de distribuição de Qn e avaliação dos ambientes 31P, 27Al, 23Na e 29Si obtidos por RMN-MAS.
O material obtido, contendo ambos os óxidos, apresentou ampla janela de trabalho e maior resistência
à cristalização. A avaliação do comportamento tribológico e bioativo revelou que a adição de 2% de
Al2O3 e 2% de SrO promoveu um material denso, com módulo elástico em torno de 50 GPa semelhante
ao 45S5. A resistência à flexão aumentou 60%, a tenacidade duplicou e a resistência ao desgaste
triplicou quando comparada ao 45S5. Ainda, testes in-vitro mostraram eficácia antimicrobiana
aumentada para bactérias Gram-negativas E.coli e maior bioatividade. Pelos motivos expostos, a
composição proposta pode ser uma solução promissora para a reconstrução de defeitos ósseos, bem
como para o tratamento e erradicação de infecções ósseas.
Como referenciar
ARAUJO, M.S.; MELLO CASTANHO, S.R. Vidros bioativos aprimorados com alumina e estrôncio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERAMICA, 67., 12-15 de junho, 2023, Florianópolis, SC. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2023. Disponível em: https://repositorio.ipen.br/handle/123456789/48976. Acesso em: 25 Mar 2025.
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