Caracterização eletroquímica e biológica do filme de ZnO depositado via PVD (HiPIMS) em ligas de magnésio para potencial biomaterial ósseo

Abstract

As ligas de magnésio tem demostrado significante alternativa nas aplicações em dispositivos de implantes biodegradáveis no organismo humano, eliminando uma segunda cirurgia para sua remoção, como ocorre com os demais materiais metálicos utilizados. Entretanto, a taxa de degradação uniforme das ligas de magnésio deve ser aprimorada, adicionando revestimentos a superfície do material, de preferência com agentes antimicrobinaos e biocompatíveis, a fim de incrementar as propriedades no material final. Neste trabalho, utiliza-se ligas de magnésio ZK60 (Magnésio, Zinco e Zircônio) e ZK60-Mm (Magnésio, Zinco e Zircônio com adição de 1,5% em peso de elementos terras raras - mischmetal), que possuem potencial uso como material ortopédico pela sua relação de densidade muito próxima a densidade óssea. Sua superfície foi recoberta por ZnO (óxido de zinco) via PVD (Physical Vapor Deposition) no modo HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering). Para realizar a caracterização biológica deste recobrimento, foram estudadas a ação bactericida e a biocompatibilidade das superfícies recobertas e não recobertas, através de ensaios biológicos como o teste de disco difusão em ágar e a avaliação da formação de biofilme bacteriano na superfície do material. Além disso, foram avaliadas a resistência à corrosão e a degradação das ligas por meio de ensaios eletroquímicos e de imersão em solução de Fluido Corpóreo Simulado (SBF - Simulated Body Fluid). Por fim, análises microestruturais foram realizadas através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) e Difração de Raios-X (DRX). Os resultados demonstram que o recobrimento de ZnO incrementou propriedades bactericidas às ligas, e é propício a osteointegração com a formação de hidroxiapatita após imersão em SBF. Os resultados exibem ainda um aumento na resistência a corrosão e degradação pelas análises eletroquímicas, onde a taxa de corrosão do ZnO, em relação as ligas sem recobrimento, é potencialmente maior.