Espumas de Ti-13Ta-6Sn produzidas via metalurgia do pó, método space holder e sinterização assistida por plasma para aplicações biomédicas

Abstract

O aumento da expectativa de vida e da proporção de idosos tem elevado a incidência de doenças osteodegenerativas, ampliando a demanda por implantes médicos eficientes e biocompatíveis. No Brasil, entre 2008 e 2015, foram realizadas 189.457 cirurgias de artroplastia de quadril e joelho, com gastos de R$ 705 milhões pelo SUS. Materiais como o titânio comercialmente puro (Ti-CP) e a liga Ti-6Al-4V são amplamente utilizados, mas apresentam módulo de elasticidade muito superior ao do osso humano, favorecendo o stress shielding e, no caso do Ti-6Al-4V, a liberação de íons potencialmente tóxicos. Neste contexto, a liga Ti-13Ta-6Sn surge como alternativa promissora, por utilizar elementos biocompatíveis e permitir a formação da fase β-titânio, com módulo de elasticidade mais próximo ao do osso. Este projeto visa o desenvolvimento de espumas metálicas de Ti-13Ta-6Sn com porosidade controlada, obtidas por técnicas de metalurgia do pó, incluindo compactação uniaxial, sinterização assistida por plasma e ultra fast high temperature sintering (UHS). A estrutura porosa é projetada para favorecer a osteointegração e adequar as propriedades mecânicas ao osso cortical e trabecular. Resultados preliminares indicam que amostras com 50 a 70% de space holder apresentam módulo elástico compatível com o osso cortical (<30 GPa), enquanto 80% de porosidade resulta em módulos próximos ao osso trabecular (<4 GPa). As espumas também demonstraram estrutura interconectada e resistência ao desgaste superior ao Ti-CP, destacando seu potencial para aplicações biomédico.