Abstract The need for the reconstruction of large bone defects is an issue that arouses great interest in the field of materials science. The development of synthetic grafts similar to bone tissue is a promising option. Thus, this study proposes the synthesis of a zinc oxide and calcium phosphate composite in order to evaluate both its properties and its potential for bone applications. The synthesis of the HAp/TCP@ZnO composite was carried out in two stages; first, the precipitation method was employed. In the second stage, the ZnO was incorporated into the powder produced in the first stage. After the characterization of the material, the presence of HAp in its X-ray diffractogram as the major phase and TCP as the secondary phase was verified; moreover, ZnO peaks were also detected. Tests in a simulated body fluid indicated that the composite was highly bioactive, whereas hemolysis tests confirmed its non-toxicity. The addition of 10.0% of ZnO to the biomaterial provided it with antimicrobial properties.

Resumo O objetivo deste trabalho foi a caracterização e o aproveitamento dos resíduos de duas argilas (B e C, coletadas em diferentes camadas do capeamento) e argilito, gerados da extração da gipsita no município de Araripina, para a aplicação em cerâmica vermelha. Foram preparados os corpos de prova cerâmicos utilizando as argilas residuais com a incorporação de 40%, 50% e 80% de argilito, moldados por compressão, secos a 110 °C e sinterizados a 850, 950 e 1050 °C durante 2 h. Em seguida, foram avaliadas a absorção de água, retração linear, perda ao fogo, porosidade aparente, massa específica aparente, resistência à flexão em três pontos e microestrutura da superfície de fratura. O uso das argilas residuais com o teor máximo de 50% de argilito mostrou-se viável em cerâmica vermelha. Os melhores resultados foram obtidos nos corpos cerâmicos com a argila B (contendo montmorilonita) com adição de 40% e 50% de argilito em relação à argila C.

Abstract The objective of this study was to characterize and explore wastes of two clays (B and C, collected at different soil layers) and argillite, generated during the extraction of gypsum in the municipality of Araripina-Brazil, for application in red ceramics. Ceramic samples were prepared using residual clays with additions of 40%, 50% and 80% of argillite, compression-molded, dried at 110 ºC and sintered at 850, 950 and 1050 ºC for 2 h. Then, water absorption, linear retraction, loss on ignition, apparent porosity, apparent specific gravity, three-point flexural strength and microstructure of fracture surface were evaluated. The use of residual clays with a maximum content of 50% of argillite showed feasible in red ceramics. The best results were obtained in the ceramic bodies with clay B (containing montmorillonite) with addition of 40% and 50% of argillite in relation to clay C.

Resumo A transformação do gesso em hidroxiapatita permite agregar valor a essa matéria-prima, pois a cerâmica obtida possui alto valor comercial em relação ao gesso, enquanto o polímero acrescenta propriedades de biocompatibilidade e bioatividade ao biocompósito. Assim, compósitos de hidroxiapatita/poli-hidroxibutirato foram preparados a partir do gesso/poli-hidroxibutirato, usando uma proporção em massa de 10% do polímero. O material foi obtido por meio de uma conversão química realizada em solução de hidrogenofosfato de amônio (0,5 mol.L-1) e meio alcalino (hidróxido de amônio 6,0 mol.L-1) para controle de pH. A reação ocorreu a 100 °C em diferentes tempos de teste. Análises de espectroscopia no infravermelho mostraram grupos funcionais característicos de hidroxiapatita após 36 h de reação; além disso, o biomaterial foi identificado como a fase majoritária em difratogramas de raios X. Microscopia eletrônica de varredura dos materiais antes e após a conversão mostrou uma clara mudança em suas morfologias, indicando o sucesso da síntese.

Abstract The transformation of the gypsum into hydroxyapatite allows added value to this raw material, because the ceramic obtained has a high commercial value in relation to gypsum, while the polymer adds biocompatibility and bioactivity properties to the biocomposite. Thus, hydroxyapatite/polyhydroxybutyrate composites were prepared from the gypsum/polyhydroxybutyrate, using a 10% mass ratio of the polymer. The material was obtained by means of a chemical conversion carried out in a solution of ammonium hydrogen phosphate (0.5 mol.L-1) and alkaline medium (ammonium hydroxide 6.0 mol.L-1) for pH control. The reaction occurred at 100 °C at different test times. Analyzes of infrared spectroscopy showed functional groups characteristic of hydroxyapatite after 36 h of reaction; in addition, the biomaterial was identified as the major phase in X-ray diffraction patterns. Scanning electron microscopy of the materials before and after conversion showed a clear change in their morphologies, indicating the success of the synthesis.

Resumo Materiais compósitos com matriz de poli-hidroxibutirato e material de reforço de hidroxiapatita (PHB/HA) foram produzidos por moldagem a partir de prensagem em 100 MPa e 165 °C durante 30 min. A quantidade de reforço variou de 0 a 20% em massa para avaliar o efeito das partículas de HA nas propriedades mecânicas e na bioatividade dos compósitos. O aumento da quantidade de HA reduziu a resistência à compressão dos compósitos em aproximadamente 20%, enquanto a resistência à flexão diminuiu 30%. No entanto, a bioatividade após 14 dias de imersão em SBF foi melhorada com o aumento da quantidade de HA, sendo observada camada de apatita na superfície do compósito PHB/HA.

Abstract The composite materials using polyhydroxybutyrate as matrix and hydroxyapatite as reinforcement (PHB/HA) were produced by molding, using pressing at 100 MPa and 165 °C for 30 min. The amount of filler was varied from 0 to 20 wt% to evaluate the effect of the HA particles on mechanical properties and the bioactivity of the composites. The increase of the HA amount reduced the compressive strength of the composites nearly 20% while bending strength reduced nearly 30%. However, the bioactivity after 14 days immersion in SBF was improved with the increase of HA amount, with formation of apatite layer on the surface of the PHB/HA composite.

O gesso é um sulfato de cálcio hemihidratado com fórmula química CaSO4.0,5H2O, este é produzido em grande abundância na região do Araripe estado de Pernambuco e apresenta uma pureza que varia de 80 a 95%, sua aplicação baseia-se principalmente na construção civil e em um segundo plano observa-se sua utilização na odontologia, industria química, ortopedia etc. Frente à elevada qualidade da matéria prima em questão e ao baixo emprego do gesso em materiais e objetos de maior valor agregado, verificou-se a necessidade da caracterização desta matéria prima para um maior conhecimento de suas propriedades, sendo realizadas para tal, análises de FTIR, DRX, FRX, MEV com EDS acoplado, ensaios mecânicos de resistência à compressão e à flexão, cálculo da porosidade geométrica dos corpos sólidos, análise granulométrica das partículas e avaliação do tempo de pega da pasta. Este estudo tem a finalidade de conhecer detalhadamente suas características químicas, morfológicas e mecânicas, para que então posteriormente tais informações possam ser válidas para estudos referentes ao melhoramento de suas propriedades visando sua aplicação em novos produtos.

Gypsum is a calcium sulfate hemihydrate with chemical formula CaSO4.0.5H2O, largely produced in Araripe, state of Pernambuco, Brazil, and features a purity ranging from 80 to 95%; their implementation is mainly based on the construction and also in dentistry, chemical industry, orthopedics, etc.. Due to the high quality of raw material and the low use of gypsum materials and objects with higher added value, there was the need to characterize the raw material for a better knowledge of its properties. FTIR, XRD, XRF, SEM, compressive and flexural strength, evaluation of porosity, particle size analysis and evaluation of the setting time of the paste procedures were performed. This study aims to know in detail the chemical, morphological and mechanical characteristics of gypsum, to be able to improve its properties for application in new products.