Dissertação

{pt_PT=Magnesium AZ31 alloy coating for bone implant applications} {} EVALUATED

{pt=Vários estudos têm vindo a comprovar a biocompatibilidade das ligas de magnésio e dos seus produtos de corrosão, fazendo das mesmas candidatas promissoras para aplicações ortopédicas. Outra vantagem é o facto de as ligas de magnésio terem propriedades mecânicas similares ao osso cortical, o que reduz vários problemas associados a outros metais. As altas taxas de corrosão típicas das ligas de magnésio fazem com que as mesmas percam as suas propriedades mecânicas antes do tempo mínimo de 12 semanas, necessárias para a regeneração do osso, ou seja, as mesmas não podem desempenhar as suas funções por tempo suficiente. Outro problema advém das taxas altas de libertação de hidrogénio gasoso, devido às reacções de corrosão, adjacente a tecidos moles, que são grandes demais para o nosso corpo lidar, induzindo vários problemas inflamatórios. O objectivo deste trabalho consiste em revestir a liga de magnésio AZ31 através de uma anodização a plasma, com electrólitos à base de fosfatos, seguido de um tratamento hidrotérmico com EDTA-Ca. A caracterização dos revestimentos consistiu em microscopia electrónica de varrimento, espectroscopia de difracção electrónica e espectroscopia de raios-X. O comportamento electroquímico foi testado através da técnica de espectroscopia de impedância electroquímica e de curvas de potencial de circuito aberto. Observou-se um aumento substancial na resistência à corrosão com os revestimentos produzidos, e após a realização do tratamento hidrotérmico e observou-se a existência de uma estrutura em agulha composta por hidroxiapatite., en=Biomaterials have been used for medical treatment of several problems for some time now. Several studies have proven the biocompatibility of magnesium alloys and their corrosion products, making them promising candidates for biodegradable implant materials. On top of that, magnesium alloys have mechanical properties close to cortical human bone, which would mitigate several bonding and structural problems that arise from other metals. The high and localized corrosion rates typical of magnesium alloys make them lose their mechanical properties before the minimum period of twelve weeks needed for the bone regeneration, meaning that those alloys can not perform the bone implant structural function for enough time. Another problem is the high hydrogen release, due to the magnesium corrosion reactions, adjacent to soft tissues, that is too large for our body to deal with, inducing several inflammatory problems. In this work, AZ31 magnesium alloy was coated by plasma electrolytic oxidation (PEO) in four different phosphate based electrolytes, and then, hydrothermally treated with two EDTA-Ca solutions. The coatings were characterised by SEM-EDS and XRD, and a good agreement was obtained between those techniques, hydroxyapatite structures being observed. The corrosion mechanisms were evaluated through OCP and EIS, showing a substantial decrease in the corrosion rates both in 0.1M NaCl and SBF. A substantial increase in corrosion resistance and the appearing of needle like hydroxyapatite was observed after the hydrothermal treatment.}
{pt=Magnésio, hidroxiapatite, EIS, anodização a plasma, tratamento hidrotérmico, en=Magnesium, Hydroxyapatite, EIS, Plasma electrolytic oxidation, hydrothermal treatment}

Dezembro 5, 2018, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Maria Teresa Oliveira de Moura e Silva

ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

Professora Adjunta

ORIENTADOR

João Carlos Salvador Santos Fernandes

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar