Obtenção e caracterização de cimento de fosfato tricálcico com adição de alginato de sódio

Abstract

Os cimentos de fosfato de cálcio (CFC) são substitutos ósseos com grande potencial de utilização em ortopedia, traumatologia e odontologia devido à sua biocompatibilidade, bioatividade, osteocondução e osteotransdutividade. Uma das grandes dificuldades do uso deste tipo de cimento é a sua baixa resistência mecânica, devido à presença de fases indesejáveis, como a fase beta-fosfato tricálcico. Com o objetivo de se obter cimentos de fosfato de cálcio mais resistentes, foram estudadas as condições de obtenção do alfa-TCP nas temperaturas de 1300ºC, 1400ºC e 1500ºC com tempo de calcinação de 2h. As amostras de cimento foram analisadas quanto às fases cristalinas, densidade, porosidade e resistência mecânica. O CFC foi misturado com líquido de cura contendo 1, 2 e 3% de alginato de sódio e conformado em corpos de prova, verificando-se a influência destas concentrações no tempo de cura do cimento, na porosidade aparente, na formação de fases cristalinas e na resistência à compressão. Todos os testes foram realizados após cura por 24 horas em ambiente com 100% de umidade e imersos em SBF (Simulated Body Fluid) por 1, 7, 14 e 21 dias. Os resultados obtidos demonstram que as temperaturas de síntese estudadas influenciam fortemente nas fases obtidas e nas propriedades mecânicas do cimento resultante. Observou-se um significativo incremento da resistência à compressão adicionando-se alginato de sódio ao CFC e que o sistema de CFC e alginato de sódio possibilitou a validade do uso de prototipagem de corpos de prova com resistência mecânica adequada ao manuseio.

The calcium phosphate cements (CPC’s) are bone substitutes with great potential for use in orthopedics, traumatology and dentistry due to its biocompatibility, bioactivity, osteoconduction and osteotransduction. One of the major difficulties in employing this type of cement is its low mechanical strength because of the presence of unwanted phases, such as beta-tricalcium phosphate phase. With the objective to obtain calcium phosphate cements more resistant, the conditions for obtaining alpha-TCP at temperatures of 1300ºC, 1400 ° C and 1500 ° C with a time of 2h calcination were studied. Cement samples were analyzed for crystalline phases, density, porosity and mechanical strength. CPC was mixed with setting liquid containing 1, 2 and 3% of sodium alginate and formed into test specimens, verifying the influence of these concentrations in setting time of the cement, the porosity, the formation of crystalline phases and resistance to compression. All tests were performed after curing for 24 hours in an environment with 100% humidity and immersed in SBF (Simulated Body Fluid) for 1, 7, 14 and 21 days. The results show that the synthesis temperatures studied strongly influence the obtained phases and the mechanical properties of the resulting cement. There was a significant increase in compressive strength by adding sodium alginate CPC and CPC system and sodium alginate enabled the validity of the use of prototyping specimens with adequate handling strength.