ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Estudo eletroquímico de uma liga CoCr aplicada em próteses sobre implantes odontológicos
AUTORES: Cristina Gonçalves, A. (INSTITUTO DE QUÍMICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO) ; dos Santos Souza, K. (INSTITUTO DE QUÍMICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO) ; Inada, E. (FACULDADE DE ODONTOLOGIA-USP) ; Maria Leite Agostinho, S. (INSTITUTO DE QUÍMICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO)
RESUMO: Foi realizado um estudo eletroquímico comparativo de uma liga odontológica empregada no Brasil, CoCr (Remanium 2001)em meios de NaCl 0,15 mol L-1,na ausência e presença de ácido acético e de saliva artificial a 37°C, empregando como técnicas, transitórios de potencial de circuito aberto, polarização potenciostática, cronoamperometria, espectroscopia de impedância eletroquímica e microscopia eletrônica de varredura. A liga apresentou uma ampla faixa de potencial em que se mantem passivada nos três meios sendo maior em meio de ácido acético e menor em meio de saliva artificial, sem a ocorrência de corrosão por pite. A análise microscópica da superfície mostrou uma fase com composição semelhante à da liga e uma fase dendrítica, em menor percentual, rica nos elementos mais pesados.
PALAVRAS CHAVES: liga odontológica CoCr; corrosão,saliva artifical; ácido acético
INTRODUÇÃO: O emprego de materiais metálicos em odontologia se deu inicialmente, a partir de ligas de metais nobres como ouro, prata, platina e paládio. O uso de ligas metálicas passiváveis se iniciou por volta de 1970, em virtude dos custos elevados e da acessibilidade restrita das ligas dos metais nobres (VIENNOT et al., 2006; VIEIRA, 2006).Entende-se por ligas passiváveis os materiais metálicos capazes de apresentar em sua superfície um filme de óxido protetor, que reduz em várias ordens de grandeza a velocidade de corrosão do material.As ligas CoCr, são exemplos de ligas passiváveis empregadas em próteses sobre implantes dentários. Elas devem apresentar boas propriedades mecânicas e serem resistentes à oxidação, o que deve resultar em bom desempenho clínico. A maioria das ligas empregadas no Brasil como próteses sob implantes dentários é importada. Estudos anteriores realizados por Inada revelaram a necessidade de caracterizar, sob o ponto de vista eletroquímico, estes materiais que nem sempre apresentam o comportamento esperado. (INADA, 2005; BALAMURUGAN et al., 2008 ).O objetivo deste trabalho foi estudar a corrosão de uma liga CoCrMo em meios de NaCl 0,15 mol L-1 na ausência e presença de ácidos acético e de saliva artificial. Trata-se de um trabalho com relevância social, uma vez que, esta liga é empregada no Brasil, sendo importante conhecer o seu comportamento no ambiente bucal.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram empregados como eletrodos: a liga CoCrMo em forma de disco (0,4 cm2 de área exposta), com a composição – Co (63,3%), Cr(30%), Mo(5%) e Si(1%), como eletrodo de trabalho; eletrodo de calomelano saturado como referência; eletrodo de platina como auxiliar. Os meios de estudo consistiram de: solução de NaCl 0,15 mol L-1 na ausência e presença de ácido acético 5% ( concentração presente no vinagre) ou saliva artificial. A temperatura de trabalho foi de 37 °C, simulando o ambiente bucal. As medidas eletroquímicas foram realizadas empregando o potenciostato Autolab PGSTAT 30, Eco Chemie BV, e foi utilizado o equipamento SEM- Stereo Scan 440-LEICA para ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram empregadas como técnicas: medidas de potencial de circuito aberto, polarização potenciostática, cronoamperometria e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As medidas de potencial de circuito aberto em função do tempo foram realizadas até se atingir o valor estacionário de potencial, o potencial de corrosão. Nas curvas de polarização potenciostática empregou-se uma velocidade de varredura de 1 mV s-1. Na cronoamperometria o intervalo de tempo foi o suficiente para se atingir uma condição estacionária. Nas medidas de impedância foram empregadas uma faixa de frequência compreendida entre 100 kHz e 10 mHz e uma amplitude de potencial CA de ±10 mV.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Em meio de NaCl, a densidade de corrente de passivação (ipass) ~ 0,01 µA/ cm2 e na presença de ácido acético o ipass ~ 0,1 µA/ cm2 mas a faixa passiva é mais ampla. A potenciais mais positivos ocorre a adsorção do ânion acetato, inibindo a oxidação, enquanto que na vizinhança do potencial de corrosão a diminuição do pH nos meios contendo o aditivo torna o filme menos protetor. Em meio de saliva artificial, o ipass~ 0,1 µA/ cm2e a faixa passiva bem menor em relação aos outros meios, sugerindo adsorção de espécies químicas na superfície da liga.Por cronoamperometria a vários potenciais se observou que a densidade de corrente atingiu um valor constante.A EIE mostrou que na ausência de ácido acético as componentes real e imaginária foram maiores no Ecorr.Em meio de saliva artificial, observou-se que: quanto mais negativo é o potencial de corrosão menor é a componente real, sugerindo uma superfície mais ativa.A Figura 1 corresponde ao diagrama de Nyquist.Os valores das componentes real e imaginária são da ordem de centenas de kΩ cm². Verifica-se uma boa correlação entre os dados experimentais e os simulados.No circuito equivalente proposto (Figura 2) foram obtidos valores de ordem de grandeza compatíveis com a descrição: Re é a resistência do eletrólito, Cdc é a capacitância da dupla camada elétrica e Rtc é a resistência à transferência de carga dos processos de oxidação da superfície envolvendo espécies solúveis; CPEf é o elemento de fase constante (pseudo capacitância) e Rf a resistência da interface devidos ao processo de eletrodo com formação do filme.Ensaios feitos por MEV e EDS da superfície polida, mostraram a presença de uma fase com composição semelhante à da liga, e uma fase dendrítica em que predominam os elementos químicos mais pesados.
Figura 1-Diagrama de Nyquist da liga nas diferentes soluções no Ecorr.
Figura 1 - Diagrama de Nyquist da liga nas diferentes soluções no Ecorr. Linha sólida: simulação por circuito equivalente.
Figura 2 - Circuito equivalente proposto
Figura 2 -Circuito equivalente proposto
CONCLUSÕES: A liga se mostrou passivada nos três meios estudados.A presença de ácido acético amplia a faixa passiva de potencial, mas diminui as características protetoras do filme no Ecorr.Em meio de saliva artificial houve diminuição da faixa passiva e do carácter protetor do filme, no Ecorr.Não foi observada corrosão por pite nos três meios.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq pelas bolsas PIBITI e de mestrado concedidas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BALAMURUGAN, A.; RAJESWARI, S.; BALOSSIER, G.; REBELO, A.H.S.; FERREIRA, J.M.F. Corrosion aspects of metallic implants: An overview. 2008. 59:855-869.INADA, E. Estudos eletroquímicos in vitro e in vivo da liga níquel-cromo-molibdênio-titânio aplicada em supra-estrutura de implantes orais. 2005. 159 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia) Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo, 2005.VIEIRA, J.C. Estudo de interfases eletroquímicas envolvendo materiais dentários de uso odontológicos. 2006. 80f. Dissertação (Mestrado em Química) Departamento de Química, Universidade de São Paulo, 2006.VIENNOT, S.; DALARD, F.; MALQUARTIM G.; GROSGOGEAT, B.Combination fixed and removable prostheses using a CoCr alloy: A clinical resport. 2006. The journal of prosthetic dentistry, 96: 100-103.
