Análise histomorfométrica de implantes de titânio puro com superfície porosa versus superfície rugosa

The purpose of this study was to analyze the bone repair around commercially pure titanium implants with rough and porous surface, fabricated using powder metallurgy technique, after their insertion in tibiae of rabbits. Seven male rabbits were used. Each animal received 3 porous-surface implants in the left tibia and 3 rough-surface implants in the right tibia. The rabbits were sacrificed 4 weeks after surgery and fragments of the tibiae containing the implants were submitted to histological and histomorphometric analyses to evaluate new bone formation at the implant-bone interface. Means (%) of bone neoformation obtained in the histomorphometric analysis were compared by Student's t-test for paired samples at 5% significance level.. The results of the histological analysis showed that osseointegration occurred for both types of implants with similar quality of bone tissue. The histomorphometric analysis revealed means of new bone formation at implant-bone interface of 79.69 ± 1.00% and 65.05 ± 1.23% for the porous- and rough-surface implants, respectively. Statistically significant difference was observed between the two types of implants with respect to the amount new bone formation (pO propósito deste estudo foi avaliar a reparação óssea ao redor de implantes de superfície porosa comparados com implantes de superfície rugosa, ambos confeccionados de titânio puro grau 2 por meio da técnica de metalurgia do pó. Os implantes foram inseridos em tíbias de coelhos. Foram utilizados neste estudo 7 coelhos machos, sendo que cada um recebeu 3 implantes de superfície porosa na tíbia esquerda e 3 implantes de superfície rugosa na tíbia direita. Os animais foram sacrificados 4 semanas após a cirurgia e os fragmentos das tíbias contendo os implantes foram submetidos à análise histológica e histomorfométrica, visando analisar a neoformação óssea na interface osso-implante. As médias (%) obtidas na análise histomorfométrica foram avaliadas por meio do teste estatístico t-student de amostras pareadas com nível de significância de 5%. Os resultados da análise histológica mostraram que a osseointegração foi obtida nos dois tipos de implantes com similar qualidade de tecido ósseo. Na análise histomorfométrica, verificaram-se médias de neoformação óssea na interface osso-implante de 79,69% ± 1,00 e 65,05 ± 1,23 para os implantes de superfície porosa e rugosa, respectivamente, e foi observada diferença estatisticamente significante entre os dois tipos de implantes com relação à quantidade de neoformação óssea. Concluiu-se que os implantes de superfície porosa contribuíram para a osseointegração devido à sua maior superfície de contato na interface osso-implante

Micromecanismos de iniciação da fratura em amostras entalhadas

Neste trabalho foi feita uma análise detalhada dos micromecanismos de iniciação da fratura em amostras entalhadas para cinco aços e duas ligas de alumínio. Com esse objetivo foram obtidas curvas de transição frágil-dúctil e de tenacidade à fratura em função do raio da raiz do entalhe, e realizados ensaios interrompidos antes da fratura da amostra. Análises fractográficas e micrográficas das regiões de iniciação das fraturas foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura. A variação dos micromecanismos de iniciação em função da variação da capacidade plástica local na raiz dos entalhes, como induzida pela variação da temperatura de ensaio e pela variação do raio da raiz, foi analisada. De um modo geral, três tipos de micromecanismos de iniciação foram observados. Um frágil, em que a iniciação envolve a nucleação de uma microtrinca à frente do entalhe e sua subsequente propagação instável. Dois dúcteis, um pela ruptura por cisalhamento localizado ao longo de linhas de cisalhamento máximo formadas na raiz do entalhe, e outro pela formação de microcavidades cuja ligação entre si e a ponta do entalhe envolve um processo misto de cisalhamento localizado e de coalescência de microcavidades. Aspectos de modelos que relacionam tenacidade com a microestrutura foram discutidos com base nos micromecanismos observados.In this study a detailed analysis of the micromechanisms of the fracture initiation in notched specimens was made, for five steels and two aluminum alloys. With that purpose brittle/ductile transition and fracture toughness x r1/2 curves were obtained, and interrupted tests before the fracture of the sample were used. Fractographic and micrographic analysis of the fracture initiation areas were accomplished by scanning electron microscopy. The variation of the initiation micromechanisms in function of the variation of the local plastic capacity in the notch root, as induced by the variation of the test temperature and by the variation of the notch root radius, was analyzed. In a general way, three types of initiation micromechanisms were observed. A brittle one, where the initiation involves the microcrack nucleation ahead of the notch and its subsequent unstable propagation. Two ductile, one by localized shear rupture along the maximum shear lines formed in the notch root, and other by microvoids nucleation whose link to each other and the notch tip involves a mixed process of localized shear and microcavoid coalescence. Aspects of relating models of fracture toughness with microstructure were discussed, based in the observed micromechanisms

Análise histomorfométrica de implantes de titânio puro com superfície porosa versus superfície rugosa

The purpose of this study was to analyze the bone repair around commercially pure titanium implants with rough and porous surface, fabricated using powder metallurgy technique, after their insertion in tibiae of rabbits. Seven male rabbits were used. Each animal received 3 porous-surface implants in the left tibia and 3 rough-surface implants in the right tibia. The rabbits were sacrificed 4 weeks after surgery and fragments of the tibiae containing the implants were submitted to histological and histomorphometric analyses to evaluate new bone formation at the implant-bone interface. Means (%) of bone neoformation obtained in the histomorphometric analysis were compared by Student's t-test for paired samples at 5% significance level.. The results of the histological analysis showed that osseointegration occurred for both types of implants with similar quality of bone tissue. The histomorphometric analysis revealed means of new bone formation at implant-bone interface of 79.69 ± 1.00% and 65.05 ± 1.23% for the porous- and rough-surface implants, respectively. Statistically significant difference was observed between the two types of implants with respect to the amount new bone formation (pO propósito deste estudo foi avaliar a reparação óssea ao redor de implantes de superfície porosa comparados com implantes de superfície rugosa, ambos confeccionados de titânio puro grau 2 por meio da técnica de metalurgia do pó. Os implantes foram inseridos em tíbias de coelhos. Foram utilizados neste estudo 7 coelhos machos, sendo que cada um recebeu 3 implantes de superfície porosa na tíbia esquerda e 3 implantes de superfície rugosa na tíbia direita. Os animais foram sacrificados 4 semanas após a cirurgia e os fragmentos das tíbias contendo os implantes foram submetidos à análise histológica e histomorfométrica, visando analisar a neoformação óssea na interface osso-implante. As médias (%) obtidas na análise histomorfométrica foram avaliadas por meio do teste estatístico t-student de amostras pareadas com nível de significância de 5%. Os resultados da análise histológica mostraram que a osseointegração foi obtida nos dois tipos de implantes com similar qualidade de tecido ósseo. Na análise histomorfométrica, verificaram-se médias de neoformação óssea na interface osso-implante de 79,69% ± 1,00 e 65,05 ± 1,23 para os implantes de superfície porosa e rugosa, respectivamente, e foi observada diferença estatisticamente significante entre os dois tipos de implantes com relação à quantidade de neoformação óssea. Concluiu-se que os implantes de superfície porosa contribuíram para a osseointegração devido à sua maior superfície de contato na interface osso-implante

Porous titanium scaffolds produced by powder metallurgy for biomedical applications

Porous titanium scaffolds are promising materials for biomedical applications such as prosthetic anchors, fillers and bone reconstruction. This study evaluated the bone/titanium interface of scaffolds with interconnected pores prepared by powder metallurgy, using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Porous scaffolds and dense samples were implanted in the tibia of rabbits, which were subsequently killed 1, 4, and 8 weeks after surgery. Initial bone neoformation was observed one week after implantation. Bone ingrowth in pores and the Ca/P ratio at the interface were remarkably enhanced at 4 and 8 weeks. The results showed that the interconnected pores of the titanium scaffolds promoted bone ingrowth, which increased over time. The powder metallurgy technique thus proved effective in producing porous scaffolds and dense titanium for biomedical applications, allowing for adequate control of pore size and porosity and promoting bone ingrowth