Fabricação e caracterização de hidroxiapatita modificada com BaTIO3 e Zn0 via freeze-casting visando aplicações em engenharia de tecido ósseo

Abstract

Fraturas ósseas representam um crescente problema de saúde pública no mundo, principalmente a considerar o envelhecimento da população. Soluções possíveis para fraturas que não se regeneram naturalmente são os implantes artificiais. Implantes metálicos possuem boas propriedades mecânicas, porém problemas de acoplamento com o osso hospedeiro, bem como o fato de serem materiais bioinertes aumentam os riscos e a manutenção associados. Scaffolds cerâmicos representam uma classe de enxertos artificiais promissores em termos de regeneração do tecido ósseo. Neste âmbito, o presente trabalho foi voltado para a fabricação de scaffolds de hidroxiapatita (HPA), que é a matriz extracelular presente no esqueleto de mamíferos, utilizando-se BaTiO3 e Zn0 como forma de modificar a estrutura e propriedades dos scaffolds fabricados por freeze-casting. Observou-se por meio de ensaios de compressão mecânica que a adição de 0,25 wt.% de BaTiO3 provocou um aumento de resistência mecânica, em que a melhor amostra apresentou resistência à compressão acima de 7 MPa, enquanto a porosidade se manteve em torno de 40%. Além disso, observou-se uma redução na resistência à compressão com a adição de Zn0 . Ademais, constatou-se por meio de DRX e FTIR uma redução da transformação de HPA em oxiapatita (OCP) e fosfato tricálcio (𝛼-TCP) promovida pela adição de BaTiO3. Este efeito relaciona-se com a área superficial obtida por BET da perovskita de BaTiO3. Por fim, amostras contendo Zn e BT apresentaram a formação da fase de hidroxiapatita com substituição de Zn2+ na HPA, cuja interação com o BaTiO3 e com o ligante PVA se mostraram reduzidas por redução da ligação OH na HPA, formando-se defeitos observados por microtomografia.