TECNOLOGIA CER ÂMIC A
Aplicações da técnica de Difração de Raios-X no estudo e caracterização de biomateriais utilizados como substitutos ósseos de base cerâmica Hugo Gonçalves Paralab S.A. Biomaterial é um material destinado a contactar com sistemas bio-
determinar parâmetros de rede cristalina, aferir a tensão mecânica
lógicos para avaliar, tratar, aumentar, ou mesmo substituir qualquer tecido, órgão ou qualquer função do organismo. Um exemplo são os substitutos ósseos para aplicação ortopédica e dentária.
residual, entre muitas outras propriedades. A Difração de Raios-X é amplamente usada para a análise final do biomaterial.
A aplicação e o desempenho na regeneração óssea dependem de várias componentes. Uma dessas componentes é a matriz do biomaterial que necessita de ser osteocondutora para permitir uma vascularização eficaz e uma difusão adequada no local da lesão. Os biomateriais de base cerâmica já são usados há várias décadas e continuam ainda hoje a ser amplamente utilizados. Os componentes cerâmicos mais usados são os alótropos de sulfato de cálcio. Os materiais cerâmicos de fosfato de cálcio são dos mais usados devido à sua semelhança química com a parte mineral do osso natural, o que reduz a sua rejeição por parte dos tecidos que integram este material como se de um novo tecido ósseo se tratasse. Contudo, alguns dos fosfatos de cálcio têm um fraco suporte estrutural fruto da sua macroporosidade. Para ultrapassar esta limitação, os substitutos ósseos de base cerâmica mais presentes no mercado são compostos por diferentes fases cristalinas de fosfato de cálcio. Diferentes aplicações requerem diferentes constituintes, diferentes estruturas cristalinas e diferentes porosidades. Por exemplo, compostos com elevada percentagem de hidroxiapatite são usualmente utilizados em aplicações dentárias. Já os compostos com elevada percentagem de fosfato tricálcico são mais comuns na reconstituição ou tratamento ósseo. Para aperfeiçoar e assegurar a qualidade dos biomateriais é necessária a sua caracterização exaustiva. A Difração de Raios-X é uma técnica muito versátil e com ampla aplicação na caracterização de materiais, uma vez que permite identificar e quantificar diferentes fases estruturais, determinar a cristalinidade,
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A partir da análise dos difratogramas pode-se obter uma estimativa da tensão remanescente do processo de fabrico nas diferentes fases cristalinas bem como a estimativa para o tamanho de grão ou de cristalites das diferentes fases. Por exemplo, a estrutura cristalina de um fosfato de cálcio altera-se conforme a composição (Ca/P) e a temperatura. A análise pelo método de Rietveld permite a quantificação das diferentes fases cristalinas em função dos parâmetros de rede. Esta análise utiliza os dados dos parâmetros da rede cristalográfica e calcula o difratograma. Posteriormente compara-o com o resultado obtido experimentalmente e através de iterações matemáticas minimiza-se a diferença entre a determinação teórica e a experimental calculando assim os parâmetros de rede e a percentagem da fase cristalina.
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