Avaliação mecanica de parafusos de titanio e de Ti-64l-4V para fixação interna rigida

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho ZavagliaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Este trabalho teve como objetivo principal o estudo das características mecânicas (resistência à torção ),características microestruturais ( microscopia ótica e eletrônica de varredura), além da verificação da composição química de quatro parafusos comerciais de 2mm, utilizados para fixação interna rígida em cirurgias buco-maxilo-faciais. Esses parafusos são muito importantes na fixação interna de fraturas com sistemas do tipo placa-parafuso, sendo que os principais problemas que ocorrem nesse tipo de cirurgia são decorrentes de problemas com o parafuso, como por exemplo: o parafuso se solta da chave, espanamento da rosca, quebra da cabeça do parafuso, e outros. Todos esses problemas decorrem da baixa qualidade dos parafusos e dificultam o andamento da cirurgia, levando ao aumento do tempo cirúrgico, prejudicando o paciente e gastando mais recursos da área médica. Foram escolhidas quatro marcas comerciais (duas nacionais e duas importadas) de parafusos, e adquiridas no mercado amostras desses parafusos para a realização dos ensaios. Como resultado dessa análise verificou-se que ambos os parafusos importados possuem maior resistência à torção que os nacionais, embora um dos parafusos importados fosse de titânio puro enquanto os demais parafusos fossem da liga Ti-6AI-4V Baseando nessa análise foi sugerido um perfil ideal de parafuso e foram usinadas amostras com a liga Ti-6Ãl-7Nb, com propriedades semelhantes às da liga Ti-6AI-4V, porém mais biocompatível. Esses parafusos foram submetidos aos mesmos ensaios que os demais, obtendo-se um bom resultado, próximo ao melhor parafuso importadoAbstract: The main aim of this work was to study the mechanical characteristics (torsion resistance), microstructure characteristics, besides the chemical analysis of four 2 mm commercial screws used for internal rigid fixation in maxilla-facial surgeries. The screws are very important in the internal fixation of fractures when plate-screw type is used. The main problem with these screw are: they can break during fastening, thread can be loosen, the device can release from the screwdriver, etc. All these problems are due to the low quality regards to the design and materials processing. They can make the surgery more difficult, which implies more surgery time and less comfort to the patient. Four commercial marks of screws (two national and two imported) were chosen and acquired. Based on the torsion test and morphological characterization it was verified that both imported marks had a better performance despite of one the imported device was made of pure titanium while the others were made of Ti-6A1-4Y. It was verified that both imported screws possess large resistance to the sprain that the national ones, although one of the imported screws went of pure titanium, while the other screws went of the Ti-6Al-4V alloy. Basing on that analysis, it was suggested na ideal profile of screw and it was machined samples with the Ti-6Al-7Nb alloy, which similar properties of Ti-6Al-4V alloy, however more biocompatible. Furthermore, the results permit to design the new screw type using the Ti-6Al-7Nb, which has a similar mechanical property of the Ti-6Al-4V, however more biocompatible. Torsion test and morphological characterization were undertaken again in this new screw. The results were much better than the one obtained for the Brazilian screw tested beforeMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia Mecânic