Effect of marking process on the corrosion resistance of orthopedic implants produced on ISO 5832-1 stainless steel

Dentre as principais propriedades que devem ter os implantes ortopédicos, tem-se a resistência à corrosão. Os implantes passam por um processo de marcação antes de serem esterilizados, cuja função é prover a identificação e rastreabilidade do produto. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito de duas técnicas de marcação, mecânica e a laser, na resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico ABNT NBR ISO 5832-1, um dos mais utilizados no Brasil na fabricação de próteses. Os ensaios eletroquímicos realizados constaram de monitoramento do potencial de corrosão em circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica, determinação das propriedades eletrônicas do filme passivo via abordagem de Mott-Schottky, medidas de polarização potenciodinâmica cíclica e a técnica eletroquímica de varredura com eletrodo vibrante (SVET), à temperatura de 37°C. O eletrólito utilizado foi uma solução salina de fosfato tamponada de pH 7,4. Foram realizadas análises por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, SEM-FEG e, microscopia eletrônica de transmissão. Constatou-se que a marcação a laser diminui a resistência à corrosão por pite ao alterar significativamente as características do filme passivo, quando comparada à marcação mecânica e ao material sem marcações. Foram observadas inclusões de óxidos que foram colocadas em relevo pela dupla incidência do feixe de laser. O ataque da matriz de aço no entorno das inclusões de óxidos promove a formação de micro-frestas entre esta e as inclusões favorecendo o crescimento e a propagação do pite. Este foi o mecanismo proposto para explicar a maior susceptibilidade à corrosão localizada nas áreas afetadas pela marcação a laser.Among the most important properties that orthopedic implants should have, is the corrosion resistance. The implants undergo a process of marking before being sterilized, whose function is to provide identification and traceability. This study evaluated the effect of two marking techniques, mechanical and laser, on the corrosion resistance of austenitic ISO 5832-1 stainless steel, the most commonly used material in Brazil on the manufacture of implantable medical devices. The electrochemical tests performed consisted of monitoring the corrosion potential in open circuit, electrochemical impedance spectroscopy, determining the electronic properties of passive film via Mott-Schottky approach, and cyclic potentiodynamic polarization measurements and scanning vibrating electrode technique (SVET) at the temperature of 37 ° C. The electrolyte used was a naturally aerated phosphate buffered solution, pH 7,4. Analyzes were performed by optical microscopy, scanning electron microscopy, SEM-FEG, and transmission electron microscopy. The results indicated that the laser marking process increases the susceptibility to pitting corrosion by significantly altering the characteristics of the passive film, as compared to the material without marks and mechanically marked. Oxide inclusions were observed placed into relief by the double incidence of the laser beam. The attack of the steel matrix surrounding the inclusions of oxides promotes the formation of micro-crevices between this and the inclusions favoring the growth and propagation of pits. This was the mechanism proposed to explain the increased susceptibility to localized corrosion in areas affected by the laser marking process