Title

Comportamento de sinterização da hidroxiapatita sinterizada a frio usando água como fase líquida transitória

Sintering behavior of Cold-sintered hydroxyapatite using water as a transient liquid phase

Authorship

MARTINS, GEORGIA DUTRA SOARES BRANDÃO; SANTOS, JHEISON LOPES DOS; AZEVEDO, ARY MACHADO DE; TRINDADE, DERICK HORRANA DE SOUZA DA; LIMA, EDUARDO DE SOUSA; SILVA, MARCELO HENRIQUE PRADO DA; SILVEIRA, PEDRO HENRIQUE POUBEL MENDONÇA DA

MARTINS, GEORGIA DUTRA SOARES BRANDÃO

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SANTOS, JHEISON LOPES DOS

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LIMA, EDUARDO DE SOUSA

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SILVA, MARCELO HENRIQUE PRADO DA

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DOI

10.5151/2594-5327-44375

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Abstract

A hidroxiapatita (HAp) é uma biocerâmica amplamente utilizada em aplicações biomédicas devido à sua elevada biocompatibilidade e semelhança química com a fase mineral do tecido ósseo. Entretanto, sua consolidação por sinterização convencional requer altas temperaturas, o que pode comprometer características microestruturais importantes e aumentar o consumo energético do processo. Neste trabalho, investigou-se a viabilidade da sinterização a frio de hidroxiapatita sintetizada por rota sol-gel, utilizando água como fase líquida transitória. As amostras foram processadas sob diferentes condições de temperatura (175 °C, 200 °C e 225 °C) e pressão (400 e 500 MPa), sendo posteriormente avaliadas quanto à densificação. Os resultados demonstraram que a sinterização a frio permitiu a obtenção de corpos cerâmicos com densificação relativa entre aproximadamente 80% e 86% da densidade teórica, sendo os melhores resultados observados para a condição de 400 MPa associada às maiores temperaturas avaliadas. Os resultados indicam que a sinterização a frio constitui uma alternativa promissora para a consolidação de hidroxiapatita sob condições brandas de processamento, com potencial para aplicações em biomateriais e engenharia de tecidos.

Hydroxyapatite (HAp) is a bioceramic widely used in biomedical applications due to its excellent biocompatibility and chemical similarity to the mineral phase of bone tissue. However, its consolidation by conventional sintering requires high temperatures, which may impair important microstructural characteristics and increase the energy consumption of the process. In this study, the feasibility of cold sintering of sol-gel synthesized hydroxyapatite using water as a transient liquid phase was investigated. The samples were processed under different temperature (175 °C, 200 °C, and 225 °C) and pressure (400 and 500 MPa) conditions and subsequently evaluated in terms of densification. The results demonstrated that the cold sintering process enabled the production of ceramic bodies with relative densities ranging from approximately 80% to 86% of the theoretical density, with the highest densification achieved at 400 MPa combined with the highest processing temperatures. These findings indicate that cold sintering is a promising alternative for the consolidation of hydroxyapatite under mild processing conditions, offering significant potential for applications in biomaterials and tissue engineering.

Keywords

Hidroxiapatita, Sinterização a frio, Biomateriais, Densificação, Engenharia de tecidos

Cold-sintered Hydroxyapatite, Sintering Hydroxyapatite, Hydroxyapatite