RESUMO Neste trabalho foram realizados estudos sobre a fabricação de um biocompósito à base de titânio para implantes dentários a partir da mistura de pó de hidreto de titânio (92%) com nitrato de cálcio (8% em volume). O pó de hidreto de titânio foi adicionado na solução aquosa de nitrato de cálcio, dissolvido por agitação mecânica, e em seguida os precursores foram misturados e dispersados/homogeneizados por ultrassom. Posteriormente, a mistura foi secada em evaporador rotativo, compactada com 600 MPa à temperatura ambiente, desmoldada e sinterizada em alto vácuo a 1200 oC durante 2 horas. Foi analisada a microestrutrura e fases formadas, as propriedades mecânicas, a rugosidade da superfície, a porosidade aberta, a molhabilidade da superfície e a citotoxicidade do biocompósito. As fases identificadas após a sinterização foram α-Ti e CaTiO3. O limite de resistência em compressão, o módulo de Young (E) e o ângulo de contato do biocompósito diminuíram significativamente com relação ao hidreto de titânio puro sinterizado nas mesmas condições. O limite médio de resistência em compressão do hidreto de titânio foi de 1794,67 MPa e do biocompósito foi de 481,36 MPa. O módulo de Young e o ângulo de contato do hidreto de titânio e do biocompósito foram de aproximadamente 112 GPa e 94 graus, e de 75 GPa e 83 graus, respectivamente. A rugosidade de superfície foi da mesma ordem de grandeza entre os materiais e ficou aproximadamente entre 1,4 e 1,5 µm (Ra) e 1,4 e 1,9 µm (Ra e Sa), medidas com rugosímetro de contato e com microscópio confocal a laser, respectivamente. A porosidade aberta do biocompósito sinterizado foi de aproximadamente três vezes maior do que aquela do hidreto de titânio sinterizado. Nos ensaios de citotoxicidade a porcentagem de células viáveis do biocompósito foi superior àquela do controle negativo e àquela do hidreto de titânio sinterizado.
ABSTRACT A titanium-based biocomposite was prepared from titanium hydrate powder and calcium nitrate for dental implant applications. The minor precursor was added in the major precursor of titanium hydrate in the concentration of 8% in volume. Titanium hydrate was added in the calcium nitrate solution, previously dissolved by mechanical agitation in distilled water, and then mixed/homogenized by ultrasound. The mixture was dried in a rotating evaporator, pressed at 600 MPa at room temperature and vacuum sintered at 1200 oC during 2 hours. It was analyzed the microstructure and phases formed, the mechanical properties, the surface roughness, the open porosity, the surface wetness and cytotoxicity of the materials. The phases formed in the biocomposite after sintering were α-Ti and CaTiO3. The compressive strength, Young modulus (E) and contact angle of the biocomposite significantly decreased compared to the sintered titanium hydrate. The average compressive strength of the titanium hydrate was 1794,67 MPa and of the biocomposite was 481,36 MPa. The Young modulus and contact angle of the titanium hydrate and of the biocomposite were approximately 112 GPa and 94 degree, and 75 GPa and 83 degree, respectively. The surface roughness was of the same order among the materials and found to be between 1.4 and 1.5 µm (Ra), and 1.4 and 1.9 µm (Ra and Sa), measured with a roughmeter and with a laser confocal microscope, respectively. The open porosity of the sintered biocomposite was approximately three times higher than that of sintered titanium hydrate. The viability cell percentage of the biocomposite was higher than that of negative control or sintered titanium hydrate.
