Desenvolvimento e caracterização de nanotubos de TiO2 em implantes de titânio

Abstract

O comportamento passivante da camada formada de óxido de titânio é uma característica relevante para a aplicação biomédica. As interações com o meio biológico após a implantação de uma prótese estão diretamente ligadas, entre outros fatores, com as propriedades físico-químicas da superfície do material implantado. As superfícies de titânio que são tratadas química ou eletroquimicamente tendem a desenvolver camadas específicas com composição química e porosidade que promovem a osseointegração. O objetivo deste trabalho é estudar o processo de anodização para desenvolver o crescimento de nanotubos de TiO2 em substrato de titânio comercialmente puro. Foram utilizadas soluções eletrolíticas de 1M H3PO4 e 0,2 % de HF variando a tensão aplicada e alterando o distanciamento entre os eletrodos. Após o processo anódico as espécimes foram tratadas termicamente nas temperaturas de 500, 600, 700, 800 e 900°C. Os film es formados e tratados termicamente foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X (DRX). Os resultados indicaram a formação de nanotubos nos filmes de óxidos de titânio tratados anodicamente em toda extensão da superfície, além de boa uniformidade da camada de óxido e regularidade do diâmetro dos nanotubos de 171nm. As análises da composição química indicaram a presença de fósforo, oriundos das condições do experimento. A estrutura cristalográfica verificada foi hexagonal, a qual corresponde à estrutura do titânio.

The passive behavior of the titanium oxide layer formed is an important characteristic for the biomedical application. The interactions with the biological environment after the implantation of a prosthesis are directly linked, among others factors, with the physicist-chemical properties of the surface of the implanted material. Titanium surfaces that are chemical or electrochemical treated tend to develop specific layers with chemical composition and porosity that promote osseointegration. The goal of this work is to study anodization process, to develop the nanotubes growth in titanium substrate. Electrolytic solutions of 1M H3PO4 and 0. 2 % HF were used varying the applied voltage and the distance among the electrodes. After the process anodic the specimens were treated thermally in the temperatures of 500, 600, 700, 800 and 900°C. The formed films and treaties thermally were analyzed by scanning electronic microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-rays diffraction (DRX). The results nominated to the formation of nanotubes in the anodic treated titanium oxides films in every extension of the surface, in addition to uniformity of the oxide layer and regularity of the diameter of nanotubes the 0,171mm. The analyses of the chemical composition indicated the presence of match, derived of the terms of the experiment. The structure crystallographic verified was hexagonal, which corresponds to the titanium structure.