Synthesis and characterization of bioactive glasses with Niobium Pentoxide

O objetivo desse estudo foi sintetizar e caracterizar um vidro bioativo produzido pelo do método sol-gel com a incorporação de 2% de Pentóxido de Nióbio (Nb2O5). Foram produzidos um grupo teste, com adição de Nb2O5 e um controle, sem adição de Nb2O5, por meio da reação entre precursores (TEOS e TEP) e modificadores minerais (Ca(NO3)2 e NaNO3). A estrutura química do material foi avaliada por difração de raios-X e espectroscopia Raman. A morfologia foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição química por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS). Foram também avaliadas a radiopacidade e o pH. Os resultados mostraram que a produção pelo método sol-gel resultou na formação de um vidro com predomínio da fase amorfa com alguns picos relacionados a fases cristalinas. As imagens obtidas por MEV mostram a superfície porosa dos vidros obtidos e na análise por EDS podem ser notadas a presença de Sílica, Cálcio e Sódio em ambos os vidros, enquanto o pico do Nióbio só foi observado no grupo teste. Nos espectros obtidos por meio de Espectroscopia Raman, são observados pico associados à presença de PO4 3, CO3 2-, Si2O e SiO4 4 , Além disso, picos associados à ligações Nb-O-Nb podem ser observadas na faixa entre 100 e 300cm-1 . A adição de Nb2O5 não alterou estatisticamente a radiopacidade do material. O ensaio de pH demonstrou que a liberação de íons promoveu aumento do pH em ambos os grupos nas diferentes soluções testadas. Por meio destas metodologias é possível concluir que a produção por sol-gel gerou vidros com composição química e estrutura adequadas enquanto a incorporação de Nb2O5 não resultou em ligações químicas com a matriz do vidro.The aim of this study was to synthesize and characterized bioactive glass produced by means of sol-gel method with 2% of Niobium Pentoxide (Nb2O5) addition. For this propose, one group test containing Nb2O5 and one control group were produced by reacting precursors (TEOS and TEP) and mineral modifiers (Ca(NO3)2 and NaNO3). Chemical structure was assessed by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. To evaluate morphology, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive Xray spectroscopy (EDS) were used. Radiopacity was measured and pH was evaluated so the ion dissolution in aqueous environment could be investigated. The sol-gel route led to the production of an amorphous glass with the presence of crystalline phases. SEM images have shown superficial porosity in both glasses and EDS results showed Si, Ca and Na peaks in both groups while Nb was only seen in the test group. In Raman spectra it can be seen that PO4 3, CO3 2-, Si2O and SiO4 4 peaks were found and Nb-O bonds can be found in test group in a spectral band between 100 and 300cm-1 . Nb2O5 addition did not show statistically difference in radiopacity. Ion release was confirmed by risings in pH values in both groups, in all tested solutions. Sol-gel method resulted in glasses with suitable chemical compositions and adequate structure while Nb2O5 did not chemically bond to glass matrix