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Caracterização de ligas de titânio em implantes dentários

An ideal biological alloy for dental implants must have very high biocompatibility, which means that such material should not provoke any serious adverse tissue response. Dental implants are generally marketed as commercially pure titanium (Ticp) due to their excellent mechanical and physical proper...

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Autor principal:	Torres, Catarina Alzira Montenegro Peddis
Formato:	Tese
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Controle de qualidade Implantes dentários Ligas de titânio Biocompatibilidade Testes de toxicidade Normalização Espectroscopia de raio X Quality control Dental implants Titanium alloy Biocompatibility Toxicity testing Standardization X-ray spectroscopy CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA Engenharia Elétrica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25671
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spelling	riut-1-256712021-08-06T06:06:33Z Caracterização de ligas de titânio em implantes dentários Characterization of titanium alloys in dental implants Torres, Catarina Alzira Montenegro Peddis Paschuk, Sergei Anatolyevich https://orcid.org/0000-0001-5125-0163 http://lattes.cnpq.br/5290164798310287 Marino, Claudia Eliana Bruno https://orcid.org/0000-0003-2660-4577 http://lattes.cnpq.br/8295388860220021 Schelin, Hugo Reuters https://orcid.org/0000-0002-2074-4408 http://lattes.cnpq.br/1506878029093299 Correa, Janine Nicolosi https://orcid.org/0000-0001-9692-7182 http://lattes.cnpq.br/0937029113190458 Assis, Joaquim Teixeira de http://lattes.cnpq.br/7307238902576135 Paschuk, Sergei Anatolyevich https://orcid.org/0000-0001-5125-0163 http://lattes.cnpq.br/5290164798310287 Controle de qualidade Implantes dentários Ligas de titânio Biocompatibilidade Testes de toxicidade Normalização Espectroscopia de raio X Quality control Dental implants Titanium alloy Biocompatibility Toxicity testing Standardization X-ray spectroscopy CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA Engenharia Elétrica An ideal biological alloy for dental implants must have very high biocompatibility, which means that such material should not provoke any serious adverse tissue response. Dental implants are generally marketed as commercially pure titanium (Ticp) due to their excellent mechanical and physical properties. However, sometimes other alloys are employed and consequently it is essential to study the chemical elements present in those alloys that could bring prejudice for the health. Considering the facts, although the manufacturing standards for dental implants seek to promote standardization as to the type and percentage limit for each metal added to the alloys, it is necessary to define the criteria for analyzing the validation of implants, in addition to the manufacturing standards for registration of these materials. In this sense, the present work sought to characterize the type of alloy and elaborate a proposal for a continuous quality control protocol for dental implants. Present work investigated 33 dental implants already used and without model or brand registration for evaluated the composition. For alloy characterization and identification of elements it was used EDXRF technique. This method allows to perform the qualitative and quantitative analysis of the materials using the spectra of the characteristic X-rays emitted by the elements present in the metal samples. The experimental setup was based on one X- ray tube, Mini X model with Au target and X-123SDD detector (AMPTEK) and a 0.5 mm Cu collimator, developed due to specific sample geometrical and topography characteristics. The complementary techniques of EDS and XPS served to support the results of the main technique. The neutron activation technique was used to establish the calibration standard for the quantitative analysis for EDXRF technique. Based on the characterization of the implants analyzed in this research and the crossing of the results obtained by the main technique and the complementary ones, it was possible to infer that the implants are not of Tip or Ti6Al4V, since the percentages of specific elements such as Ti, Al and V are incompatible for this classification. For Ti, the highest percentages were 98.9 ± 1.5% and 98.0 ± 1.4%. The highest percentage of Al and V in the samples was 0.004 ± 0.0005% and 1.3 ± 0.01%, respectively. The implants analyzed a Ti alloy containing Al, V, Cr, Ni, Cu and Fe. These results from non-standard alloys expected for Ticp emphasize the need to implement the proposed quality control protocol to certify the type of Ti alloy and ensure good manufacturing practices for this type of biomaterial. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Uma liga biológica ideal para implantes dentários deve ter alta biocompatibilidade, o que significa que tal material não deve provocar resposta adversa grave ao tecido. Os implantes dentários são geralmente comercializados como titânio comercialmente puro (Ticp) devido às suas excelentes propriedades mecânicas e físicas. Entretanto, algumas vezes outras ligas são empregadas e, consequentemente, é essencial estudar os elementos químicos presentes que possam trazer prejuízos à saúde. Considerando os fatos, apesar das normas de fabricação para implantes dentários buscarem promover a padronização quanto ao tipo e limite de percentual para cada metal agregado às ligas, se faz necessário definir os critérios de análises de validação de implantes, além das normas de fabricação para registro desses materiais. Nesse sentido, o presente trabalho buscou caracterizar o tipo de liga e elaborar uma proposta de protocolo de controle de qualidade continuada para os implantes dentários. Foram analisados 33 implantes de marcas diferentes, novos e usados, para avaliar sua composição. Para caracterização de ligas e identificação de elementos foi utilizada a técnica de EDXRF. Este método permite realizar a análise qualitativa e quantitativa dos materiais utilizando os espectros de raios X característicos emitidos pelos elementos presentes nas amostras de metal. A montagem experimental foi baseada em um tubo de raios X, modelo Mini X com alvo Au e detector X-123SDD (AMPTEK) e um colimador de Cu de 0,5 mm, o qual otimizou as análises devido às características geométricas e topográficas das amostras. As técnicas complementares de EDS e XPS serviram para respaldar os resultados da técnica principal. A técnica de ativação por nêutrons foi usada para estabelecer o padrão de calibração para a análise quantitativa para técnica de EDXRF. Com base na caracterização dos implantes analisados nesta pesquisa e pelo cruzamento dos resultados obtidos pela técnica principal e as complementares, foi possível inferir que os implantes não são de Ticp nem Ti6Al4V, uma vez que os percentuais de elementos específicos como Ti, Al e V são incompatíveis para essa classificação. Para o Ti os maiores percentuais foram de 98,9 ± 1,5% e 98,0 ± 1,4%. O maior percentual de Al e V nas amostras foi de 0,004 ± 0,0005% e 1,3 ± 0,01%, respectivamente. Os implantes analisados são de uma liga de Ti contendo Al, V, Cr, Ni, Cu e Fe. Esses resultados das ligas analisadas, diferente do padrão esperado para Ticp e da liga Ti6Al4V, enfatizam a necessidade da implementação do protocolo de controle de qualidade proposto para atestar o tipo de liga de Ti e garantir as boas práticas de fabricação desse tipo de biomaterial. 2021-08-05T18:34:28Z 2021-08-05T18:34:28Z 2021-03-26 doctoralThesis TORRES, Catarina Alzira Montenegro Peddis. Caracterização de ligas de titânio em implantes dentários. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25671 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR
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description	An ideal biological alloy for dental implants must have very high biocompatibility, which means that such material should not provoke any serious adverse tissue response. Dental implants are generally marketed as commercially pure titanium (Ticp) due to their excellent mechanical and physical properties. However, sometimes other alloys are employed and consequently it is essential to study the chemical elements present in those alloys that could bring prejudice for the health. Considering the facts, although the manufacturing standards for dental implants seek to promote standardization as to the type and percentage limit for each metal added to the alloys, it is necessary to define the criteria for analyzing the validation of implants, in addition to the manufacturing standards for registration of these materials. In this sense, the present work sought to characterize the type of alloy and elaborate a proposal for a continuous quality control protocol for dental implants. Present work investigated 33 dental implants already used and without model or brand registration for evaluated the composition. For alloy characterization and identification of elements it was used EDXRF technique. This method allows to perform the qualitative and quantitative analysis of the materials using the spectra of the characteristic X-rays emitted by the elements present in the metal samples. The experimental setup was based on one X- ray tube, Mini X model with Au target and X-123SDD detector (AMPTEK) and a 0.5 mm Cu collimator, developed due to specific sample geometrical and topography characteristics. The complementary techniques of EDS and XPS served to support the results of the main technique. The neutron activation technique was used to establish the calibration standard for the quantitative analysis for EDXRF technique. Based on the characterization of the implants analyzed in this research and the crossing of the results obtained by the main technique and the complementary ones, it was possible to infer that the implants are not of Tip or Ti6Al4V, since the percentages of specific elements such as Ti, Al and V are incompatible for this classification. For Ti, the highest percentages were 98.9 ± 1.5% and 98.0 ± 1.4%. The highest percentage of Al and V in the samples was 0.004 ± 0.0005% and 1.3 ± 0.01%, respectively. The implants analyzed a Ti alloy containing Al, V, Cr, Ni, Cu and Fe. These results from non-standard alloys expected for Ticp emphasize the need to implement the proposed quality control protocol to certify the type of Ti alloy and ensure good manufacturing practices for this type of biomaterial.
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