Os cimentos ósseos de fosfato de cálcio apresentam uma série de vantagens de utilização em ortopedia e traumatologia, sendo as mais destacadas a sua biocompatibilidade e bioatividade, que permitem a osteocondução dos tecidos e o endurecimento "in situ", permitindo maior facilidade de manipulação. A principal desvantagem destes cimentos é sua baixa resistência mecânica, que no melhor dos casos consegue igualar-se à do osso trabecular. Composições mais resistentes de cimentos de fosfato de cálcio encontrariam aplicações na consolidação de fraturas múltiplas, fixação de próteses articulares e substituição de corpos vertebrais. O objetivo do trabalho foi a melhoria das propriedades mecânicas de cimento de fosfato de cálcio através da adição de fibras. Para isto, baseando-se na literatura foi desenvolvida composição de cimento de fosfato de cálcio baseada no α-fosfato tricálcico (Ca3 (PO4) 2). Modificações introduzidas na composição de cimento através da adição de um sistema de polimerização in situ baseado na acrilamida e de redutor de líquido, poliacrilato de amônia, permitiu a obtenção de um novo tipo de cimento de fosfato de cálcio, o cimento de fosfato de cálcio de dupla-pega, obtendo-se valores de resistência à compressão 149% superiores à composição sem o sistema de polimerização. Foi avaliada a influência da utilização de fibras de polipropileno, náilon 6.6 e carbono nas propriedades mecânicas destes cimentos. Os resultados obtidos mostram que as fibras adicionadas aumentam mais acentuadamente a resistência à tração e a tenacidade à fratura dos cimentos, sendo obtidos valores de JIC próximos ao do osso cortical humano. A avaliação biológica in vitro e in vivo demonstrou a biocompatibilidade dos compósitos obtidos, ampliando a gama de possíveis aplicações médicas e dentárias no reparo de defeitos amplos e o uso em locais solicitados por carga.
Graduado em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1989), mestre em Ciência e Engenharia dos Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1994), doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas (2002). Atualmente é vice-presidente da Sociedade Latinoamericana de Biomateriais e Órgãos Artificiais, membro do conselho científico - Revista Dentum, columnista y corresponsal médico experto - Sociedad Iberoamericana de Información Científica, revisor - Brazilian Journal Of Vacuum Application, consultor adhoc da Fundação de Ciência e Tecnologia, consulto ad-hoc da Agência Nacional de Energia Elétrica, consultor ad-hoc da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais e professor adjunto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Possui experiência na área de Engenharia Biomédica, com ênfase em Biomateriais e Materiais Biocompatíveis, atuando principalmente nos seguintes temas: biomaterial, biocerâmica, fosfato de cálcio, cimento de fosfato de cálcio hidroxiapatita, carbeto de silício, biopolímeros, poli(ácido lático), silicone.
Saiba mais
Capítulo 1 - Introdução
Capítulo 2 - Revisão da Literatura
2.1. Biomateriais e Biocerâmicas
2.1.1. Biomaterial
2.1.2. Aplicações dos Biomateriais
2.1.3. Biocompatibilidade e Biofuncionalidade
2.1.4. Classificação dos Biomateriais
2.1.5. Biomateriais Cerâmicos
2.2. Cimentos
2.2.1. Cimento Hidráulico Convencional
2.2.2. Cimentos Ósseos
2.2.3. Cimento de Fosfato de Cálcio (CFC)
2.2.4. Principais Sistemas de Cimentos de Fosfatos de Cálcio
2.2.5. Influência da Microestrutura nas Propriedades mecânicas de Cimentos
2.2.6. Otimização Microestrutural de Cimentos
2.2.7. Reforço de Cimento por Fibras
2.2.8. Classificação das Fibras
2.2.9. Propriedades das Fibras
2.2.10. Propriedades Mecânicas de Fibras Reforçando Compósitos
Capítulo 3 - Materiais e Métodos
3.1. Materiais Utilizados
3.2. Preparação do a-Fosfato Tricálcico (a-TCP).
3.3. Preparação do Fosfato Tetracálcico (TTCP).
3.4. Análises de Difração de Raios-X
3.5. Caracterização dos Cimentos
3.6. Tenacidade à Fratura
3.7. Ensaio de Citotoxicidade "In Vitro" - Método de Extratos
3.8. Ensaio de Citotoxicidade "In Vitro" - Método de Difusão em Ágar
3.9. Ensaio "In Vivo" - Implantação em Animais
Capítulo 4 - Resultados e Discussões
4.1. Escolha do Sistema de Cimento
4.1.1. Obtenção e Caracterização do a-TCP.
4.1.2. Obtenção e Caracterização do TTCP
4.1.3. Propriedades e Características do Cimento de a-TCP
4.2. Escolha das Fibras de Reforço
4.2.1. Características das Fibras Selecionadas
4.2.2. Dimensões e Morfologia
4.2.3. Resistência à tração e Módulo de Elasticidade
4.2.4. Citoxicidade "In Vitro"
4.3. Reforço do Cimento com Fibras
4.4. Modificação da Interface Fibra/Cimento
4.4.1. Adição de Defloculantes
4.4.2. Recobrimento Biomimético das Fibras
4.4.3. Adição de Sulfato de Cálcio
4.4.4. Adição de Látex Acrílico
4.4.5. Adição de Polímeros
4.4.6. Adição de Defloculante ao Cimento Acrescido de Polímeros
4.5. Adição de Fibras ao Cimento de Dupla Pega
4.6. Avaliação In Vitro do Cimento de Dupla Pega
4.7. Avaliação In Vivo do Cimento de Dupla Pega
Capítulo 5 - Conclusões e Sugestões para Próximos Trabalhos
Referências Bibliográficas
Apêndice