Avaliação da resistência à corrosão em aços inoxidáveis ASTM F138 empregados em implantes ortopédicos

Abstract

A qualidade de componentes biomédicos depende de sua biocompatibilidade e biofuncionalidade. Através de uma metodologia de ensaios e análises é possível prevenir ocorrências de futuros erros, evitando assim possíveis prejuízos aos pacientes. Os aços inoxidáveis austeníticos conformados (ASTM F138) são muito utilizados para implantes ortopédicos por apresentarem boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão, além de ter um menor custo em relação a outros materiais biomédicos. Porém materiais não conformes (processados inadequadamente ou provenientes do processo de fundição) são indevidamente utilizados para esta finalidade. Neste estudo avaliou-se a resistência à corrosão de um aço inoxidável austenítico conformado, de acordo com as normas vigentes para próteses. Este foi comparado com um material sensitizado e um fundido, ambos obtidos de próteses que causaram complicações em pacientes, tendo que ser explantados. O meio corrosivo para análise usado foi a solução PBS que se assemelha à composição do fluido fisológico. Através de um potenciostato foi feita uma varredura de potencial nas amostras das próteses para comparar então os valores de potenciais em que ocorrem defeitos devido à corrosão. A microestrutura e a composição química das amostras foram avaliadas por metalografia e espectrometria e, após os ensaios de corrosão, as amostras foram observadas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o material sensitizado apresentou o menor potencial de pite. No material fundido ocorreu corrosão localizada nas dendritas e na região interdendrítica, com potencial de pite razoável. Já a amostra austenítica se mostrou mais resistente ao meio.

The biomedical component’s quality depends on its biocompatibility and biofunctionality. Through a methodology of tests and analysis in these materials is possible prevent futures mistakes, avoiding possible sufferings to patients. The wrought stainless steel (ASTM F138) is widely used as orthopedic implants because of its good mechanical properties and corrosion resistance besides a lower cost in comparison with another biomedical material. Nevertheless nonconforming materials (inadequately processed or from cast process) are improperly used for this purpose. In this study was valued the corrosion resistance of a wrought austenitic stainless steel, which was according with the actual prosthesis standard. This one was compared with a sensitized material with heterogeneous grains and with a casted one, both obtained of prosthesis that have caused complications in patients, having to be explanted. The corrosion environment used for the analysis was the PBS solution, which is similar to the physiological fluid composition. A potentiostat was used to make the potential scanning on prosthesis samples, in order to compare the potential values where the failures happen due the corrosion. The microstructure and chemical composition of the samples were examined by metallography and spectrometry and, after corrosion tests, the samples were observed by scanning electron microscopy. The results showed that the sensitized material had the lower pitting potencial. On the casted one, localized corrosion occurred in dendrites and interdendritic region, with reasonable pitting potencial. The austenitic sample was the most resistant to the environment.