Biomateriais em implantações protésicas

Abstract

O problema do desgaste revela-se de grande importância em bioengenharia, de forma particular, na área de implantação protésica em ortopedia. A selecção dos materiais, de modo a evitar efeitos nocivos nos tecidos humanos e reduzir o desgaste entre as partes em contacto, representa um duplo desafio, tendo por objectivo comum, a dilatação dos tempos de duração dos implantes. Aparentemente, o zircónio é um dos materiais que apresenta maior biocompatibilidade. Infelizmente, a sua superfície é demasiado macia, dando lugar a valores elevados de desgaste. O recurso a tratamento térmico em atmosfera de azoto de baixa pressão permite a obtenção de superfícies consideravelmente mais duras. Vários testes, utilizando um pin on disc do tipo clássico, foram realizados por forma a caracterizar o comportamento tribológico da liga de zircónio - zircaloy 2, pura e termicamente tratada. Contudo, no estudo do desgaste de uma superfície revestida, torna-se dificil distinguir o comportamento do revestimento, do comportamento do substrato. Por este motivo, outros testes foram efectuados, recorrendo a técnica de Activação em Camada Fina ( TLA). Devido as suas características, foi possível analisar em contínuo o processo de desgaste e, em particular, distinguir o desgaste do revestimento, do desgaste do substrato.

In the field of orthopaedic implants, the problem of wear has particular interest. The choice of the material in order to avoid noxious effects on the human tissues and the reduction of wear between the sliding parts is a double strain considering that is important to increase the life time of the implants. It appears that zirconium is one of the most compatible materials. Unfortunately presents a very soft surface, giving rise to elevated values of wear. The use of a thermal reaction with low pressure nitrogen allows to obtain harder surfaces. A series of tests, using a classical pin on disc apparatus have been performed to evaluate the tribological behaviour of a zirconium alloy - zircaloy 2, pure and thermal treated. However, in the study of the wear properties of a coated surface, it is difficult to appreciate the relative resistance of the coating and of the substrate. For this reason other tests have been performed making use of the thin layer activation technique ( TLA ). Due to its specific properties it was possible to analyse continuously the wear process and in particular to distinguish the wear of the coating from the wear of the underlying substrate.