Title

AVALIAÇÃO DA RUGOSIDADE E MOLHABILIDADE DE LIGAS METÁLICAS PARA APLICAÇÕES ORTOPÉDICAS

EVALUATION OF SURFACE ROUGHNESS AND WETTABILITY OF METALLIC ALLOYS FOR ORTHOPEDIC APPLICATIONS

Authorship

REIS, TAMARA DA SILVA TAVARES DOS; RIBEIRO, KÉSIA SIMÕES; SAMPAIO, RENATA LIMA LORUSSO; CARDONA, MARÍA JOSÉ ARBELAEZ; ELIAS, CARLOS NELSON

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SAMPAIO, RENATA LIMA LORUSSO

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CARDONA, MARÍA JOSÉ ARBELAEZ

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ELIAS, CARLOS NELSON

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DOI

10.5151/2594-5327-42651

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Abstract

A molhabilidade é uma propriedade fundamental para avaliar como um material interage com o meio biológico e com os fluídos corporais. A molhabilidade é quantificada pelo ângulo de contato de uma gota líquida sobre a superfície. A molhabilidade é influenciada pela energia superficial, composição química e rugosidade da superfície do material. Em implantes ortopédicos, as superfícies mais hidrofílicas podem aumentar a susceptibilidade à corrosão, especialmente quando a estabilidade da camada passiva é limitada. A rugosidade, por sua vez, influencia tanto na adesão celular quanto na formação de microambientes que podem acelerar processos corrosivos. Este estudo teve como objetivo determinar a rugosidade (Ra e Rq) e a molhabilidade das ligas metálicas aplicadas em ortopedia Co-Cr (ASTM F1537), Ti G2 e G4 (ASTM F67) e Ti-6Al-4V (ASTM F136). Foram utilizados o perfilômetro ótico e o goniômetro medir a rugosidade e o ângulo de contato, respectivamente. Os resultados indicam que a liga Ti G2, por apresentar alta energia de superfície e baixo ângulo de contato com água, tem comportamento mais hidrofílico e potencialmente mais propenso à corrosão em ambientes fisiológicos, especialmente em condições de instabilidade da camada passiva. Em contraste, a liga Ti-6Al-4V apresentou maior ângulo de contato e menor energia de superfície, características associadas à uma menor afinidade com o meio aquoso e uma possível maior resistência à corrosão.

WETTABILITY IS A FUNDAMENTAL PROPERTY FOR EVALUATING HOW A MATERIAL INTERACTS WITH THE BIOLOGICAL ENVIRONMENT AND BODY FLUIDS, TYPICALLY MEASURED BY THE CONTACT ANGLE OF A LIQUID DROPLET ON THE SURFACE. THIS CHARACTERISTIC IS INFLUENCED BY THE MATERIAL SURFACE ENERGY, CHEMICAL COMPOSITION, AND SURFACE ROUGHNESS. IN ORTHOPEDIC IMPLANTS, MORE HYDROPHILIC SURFACES CAN INCREASE SUSCEPTIBILITY TO CORROSION, ESPECIALLY WHEN THE STABILITY OF THE PASSIVE LAYER IS LIMITED. SURFACE ROUGHNESS AFFECTS BOTH CELL ADHESION AND THE FORMATION OF MICROENVIRONMENTS THAT INCREASES THE CORROSION. THIS STUDY AIMED TO EVALUATE THE ROUGHNESS (RA AND RQ) AND WETTABILITY OF METALLIC ALLOYS OF ORTHOPEDICS ALLOYS CO-CR (ASTM F1537), TI G2 AND G4 (ASTM F67), AND TI-6AL-4V (ASTM F136). AN OPTICAL PROFILOMETER AND A GONIOMETER WERE USED TO MEASURE SURFACE ROUGHNESS AND CONTACT ANGLE, RESPECTIVELY. THE RESULTS SHOWED THAT THE TI G2 ALLOY HAS THE HIGHEST SURFACE ENERGY AND LOWEST CONTACT ANGLE THAN OTHER ALLOYS. TI G2 HAS MORE HYDROPHILIC BEHAVIOR, POTENTIALLY LOWEST CORROSION RESISTANCE IN PHYSIOLOGICAL ENVIRONMENTS. THE TI-6AL-4V ALLOY SHOWED THE HIGHEST CONTACT ANGLE, LOWEST SURFACE ENERGY AND THE BEST CORROSION RESISTANCE THAN OTHER ALLOYS.

Keywords

Rugosidade, Molhabilidade, Corrosão, Ligas ortopédicas.

Roughness, Wettability, Corrosion, Orthopedic Alloys