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Vitrocerâmica altamente bioativa, de boa resistência mecânica e baixo módulo elástico
dc.contributor.author | Silva, Laís Dantas | |
dc.date.accessioned | 2021-08-25T10:46:53Z | |
dc.date.available | 2021-08-25T10:46:53Z | |
dc.date.issued | 2019-09-03 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Laís Dantas. Vitrocerâmica altamente bioativa, de boa resistência mecânica e baixo módulo elástico. 2019. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14802. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14802 | |
dc.description.abstract | Bioactive glass and glass-ceramics have the property of binding directly to living tissue. However, from mechanical performance, these materials have some disadvantages such as low fracture resistance. Some properties restrict their use in applications that require substantial mechanical effort, like as bone tissue substitutes. In this work, new bioactive glasses compositions of the Na2O-K2O-CaO-SiO2-P2O5 system were prepared with the objective to obtaining glass-ceramics combining high mechanical strength and good bioactivity. For this, a rigorous microstructural control was carried out using thermal treatments. The aim was to achieve acicular crystals, in addition to the development of glass-ceramics through the sintering route. Thermal treatments and microscopy analysis (Optical Microscopy – OM and Scanning Electron Microscopy - SEM) were used together as a microstructural control tools. The crystalline phases formed were identified by X-ray Diffraction. In addition to the confirmation of minority phases through Raman spectroscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Besides, the hardness was evaluated by the Vickers microhardness technique and the modulus of elasticity using the Impulse Excitation Technique. On the other hand biaxial bending tests were conducted to obtain fracture resistance. In addition, the bioactivity of glasses and glass-ceramics were evaluated by in vitro bioactivity tests using the acellular solution of SBF-K9 (Simulated Body Fluid), followed by FTIR analysis. In which glass-ceramics with acicular morphology with high in vitro bioactivity were obtained. In addition, mechanical strength of ~170 MPa, about three times higher than the original glass, and elastic modulus very close to that of Bioglass 45S5®, reaching a value of approximately 50 GPa. Thus, in this work we obtained a high-performance glass-ceramics with great potential for bone substitution. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Vitrocerâmicas | por |
dc.subject | Sinterização | por |
dc.subject | Propriedades mecânicas | por |
dc.subject | Bioatividade | por |
dc.subject | Substituto ósseo | por |
dc.subject | Glass-ceramics | eng |
dc.subject | Sintering | eng |
dc.subject | Mechanical properties | eng |
dc.subject | Bioactivity | eng |
dc.title | Vitrocerâmica altamente bioativa, de boa resistência mecânica e baixo módulo elástico | por |
dc.title.alternative | Highly bioactive glass-ceramic, with good mechanical resistance, and low elastic modulus | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Zanotto, Edgar Dutra | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1055167132036400 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Crovace, Murilo Camuri | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2960564171443068 | por |
dc.description.resumo | Vidros e vitrocerâmicas bioativas têm a propriedade de se ligarem diretamente a tecidos vivos, entretanto, do ponto de vista do desempenho mecânico, estes materiais também possuem desvantagens como, por exemplo a baixa resistência à fratura. Tais desvantagens restringem o uso deles em aplicações que demandam substancial esforço mecânico, como por exemplo, substitutos de tecidos ósseos. Neste trabalho foram preparadas novas composições de vidros bioativos do sistema Na2O-K2O-CaO-SiO2-P2O5 com o objetivo de obter vitrocerâmicas que combinem alta resistência mecânica e boa bioatividade. Para isso, foi realizado um rigoroso controle microestrutural por meio de tratamentos térmicos visando obter cristais aciculares, além da obtenção de vitrocerâmicas por meio da rota de sinterização. Tratamentos térmicos e análises de microscopia Óptica e Eletrônica de Varredura foram utilizados em conjunto como ferramentas de controle microestrutural. As fases cristalinas formadas foram identificadas por Difração de Raios X; e a confirmação de fases minoritárias por meio de espectroscopia Raman e FTIR. Adicionalmente, a dureza foi avaliada pela técnica de microdureza Vickers, e o módulo de elasticidade por meio da Técnica de Excitação por Impulso; e ensaios de flexão biaxial foram conduzidos para obter a resistência à fratura. A bioatividade dos vidros e das vitrocerâmicas foi avaliada por testes de bioatividade in vitro, utilizando a solução acelular de SBF-K9 (Simulated Body Fluid), seguida de análise por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (do inglês FTIR). Na qual foram obtidas vitrocerâmicas com morfologia acicular com alta bioatividade in vitro. Além disso, resistência mecânica de ~170 Mpa, cerca de três vezes maior que o vidro de origem, e módulo elástico muito próximo ao do Bioglass 45S5®, atingindo valor de aproximadamente 50 GPa. Assim, foram obtidas vitrocerâmicas com grande viabilidade e grande potencial para uso como substituto ósseo. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: #2013/ 07793-6 (CEPID) | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: 88882.332708/2019-01. | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7650067199061661 | por |