Study of the behavior and electrochemical properties of novel β-metastable titanium alloy in biomimetic environment

Abstract

Devido ao aumento da expectativa de vida e à consequente elevação no número de cirurgias ortopédicas, tem-se observado uma crescente demanda por materiais implantáveis com elevada biocompatibilidade e propriedades mecânicas otimizadas. As ligas de titânio tradicionais, como a Ti6Al4V, embora amplamente utilizadas, apresentam preocupações quanto à biocompatibilidade devido à liberação de elementos citotóxicos. Em resposta a essa limitação, este estudo teve como objetivo avaliar o comportamento eletroquímico e a biocompatibilidade da liga β metastável de titânio Ti20Zr3Mo3Sn, em comparação ao titânio comercialmente puro (cpTi) e à liga Ti6Al4V. A caracterização eletroquímica foi realizada por meio de ensaios in vitro em solução tampão fosfatada (PBS) e em fluido sinovial biomimético (BSF), utilizando técnicas como potencial de circuito aberto (OCP), polarização potenciodinâmica (PP), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e análise de Mott-Schottky. Adicionalmente, foi empregada espectroscopia de fluorescência para avaliar a estabilidade lipídica no BSF antes e após os testes de corrosão. Os resultados demonstraram que a liga Ti20Zr3Mo3Sn apresentou desempenho eletroquímico comparável ao das ligas convencionais em PBS e BSF, com densidade de corrente passiva significativamente menor em BSF, indicando maior resistência à corrosão. Além disso, a análise por fluorescência indicou que a nova liga não promoveu desnaturação lipídica, sugerindo melhor biocompatibilidade. Concluiu-se que a liga Ti20Zr3Mo3Sn representa uma alternativa promissora às ligas de titânio convencionais, oferecendo menor citotoxicidade e estabilidade eletroquímica favorável em condições fisiologicamente representativas.