In the present work, anodic oxide films on titanium specimens were formed in physiological solution under potentiostatic condition. The immediate- to short-term changes in the oxide film were studied by open-circuit potential measurements and cyclic voltammetry. The results show that the intensity of the cathodic current peak related to oxygen reduction at around -0.7 Vsce, decreased and disappeared after 30 minutes of finishing the anodic oxidation. For titanium without anodization (non-coated titanium), the cyclic voltammograms show an anodic current in the range that begins at -0.9 Vsce and continues to more positive potentials (vs SCE), related to the hydrogen oxidation reaction. For anodically polarized titanium (coated titanium),in the anodic direction of the cyclic voltammograms an anodic current in the range that begins at -0.9 Vsce and continues to more positive potentials vs SCE) was observed. In this case, the oxidation process is related to previous cathodic processes: the hydrogen formation and the cathodic transformation of titanium oxides before the oxygen reduction potential region.

A hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2, HA] foi sintetizada utilizando-se a rota sol-gel partindo-se de ácido fosfórico e nitrato de cálcio como precursores de cálcio e fósforo, respectivamente e como solvente utilizou-se o metanol na preparação do sol que posteriormente será utilizado na obtenção de recobrimentos de hidroxiapatita sobre substratos de ligas de titânio. O sol permaneceu estável e não ocorreu gelatinização em temperatura ambiente durante sete dias. O sol transformou-se em um gel branco somente após a remoção do solvente a 100ºC. O produto assim obtido foi calcinado em 300°C, 500°C e 700°C e caracterizou-se por DRX, FT-IR, MEV/EDS e TGA/DSC. As fases de HA sintetizada tornaram-se estáveis sem sub-produtos a 700°C. A difração de raios X mostrou que a estrutura apatita é aparente em 300°C. O tamanho do cristal e o teor de HA aumentaram com o aumento da temperatura de calcinação. A análise por MEV mostrou a presença de poros que são importantes para aplicações biomédicas, favorecendo a adesão entre o tecido ósseo neoformado e a apatita sintética, ou seja, osseointegração.

Hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2, HA] was synthesized using sol-gel route were used phosphoric acid and calcium nitrate as calcium and phosphorous precursors, respectively and as solvent was using the methanol in the preparation of the sol that later will be used in the obtention apatites coatings on titanium alloys substrates. The sol remained stable and no gelling occurred in ambient environment for over 7 days. The sol became a white gel only after the removal of the solvent at 100ºC. The product was calcined in 300°C, 500°C and 700°C and had been characterized by DRX, FT-IR, SEM/EDS and TGA/DSC. The synthesized HA became stable 700°C without any another product. X ray diffraction showed that structure apatite initially appeared at 300°C. The crystal size and the HA content increase with increasing calcination temperature. SEM analysis indicated the presence of pores that are important for biomedical applications, improving to the adhesion between neoformed bone tissue and synthesized apatite, i.e, osseointegration.

O crescimento da hidroxiapatita - HA, tanto no meio biológico quanto em soluções aquosas como a Synthetic Body Fluid - SBF, ocorre em meio contendo, além dos elementos Ca e P, elementos-traços essenciais tais como: Mg2+, HCO3-, K+ e Na+. Alguns destes elementos são conhecidos como inibidores do crescimento da HA, como Mg2+ e HCO3-. Neste trabalho, estudou-se a influência dos íons K+ e Mg2+ na formação de apatitas sobre substratos metálicos de Ti c.p. previamente tratados com NaOH 5M. Os efeitos destes íons no recobrimento obtidos, antes e após o tratamento térmico a 800ºC, foram analisados por microscopia eletrônica de varredura - MEV, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X - EDX, difratometria de raios-X - DRX e espectroscopia no infravermelho - IV e mostraram que o efeito inibitório do Mg2+ na formação da HA se manifesta após o tratamento térmico. Diferentemente, o crescimento cristalino da HA não foi afetado pela presença do íon K+. Além disso, a formação de apatita carbonatada se deu também em soluções que não continham o íon CO3(2-) em sua composição.

The growth of the hydroxyapatite - HA, as much in the biological agent as in watery solutions as the Synthetic Body Fluid - SBF, occurs agent containing, beyond calcium and phosphate elements, essential element-traces such as: Mg2+, HCO3-, K+ and Na+. Some of these elements are known as inhibiting of the growth of the HA, as Mg2+ and HCO3-. In this work, it was studied the influence of ions K+ and Mg2+ in the formation of apatites, mainly of the HA, on metallic substrate of Ti c.p. previously treated with NaOH 5M. The effects of these ions in the obtained covering, before and after the thermal treatment at 800ºC, were analyzed by scanning electron microscopy - SEM, energy dispersive X-rays - EDX, X-ray diffractometer - XRD and Fourier transformation infrared - FT-IR, and they showed that the inhibitory effect of the Mg2+ in the formation of the HA happens after the thermal treatment. Differently, the crystalline growth of the HA was not affected by the presence of the K+ ion. Moreover, the carbonated apatite formation also happened in solutions that did not contain the CO3(2-) ion in its composition.

Commercially pure titanium (cp-Ti), and some of its alloys are considered very important in the medical field because of its excellent biocompatibility and mechanical properties. Recently a simple chemical method was introduced to induce the bioactivity of these inert metallic materials. In this work, the biomimetic chemical process has been used to modify the cp-Ti surface with the deposit of a layer of apatite. The main objective consisted in studying the influence of the thermal treatment on the evolution of the crystallinity of the deposited phases. X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques showed that the apatite coatings with thermal treatments between 400 and 600 ºC presented low crystallinity similar to the biological apatites. Above 700 ºC, the apatite coatings appeared more crystalline, exhibiting a mixture of hydroxyapatite, octacalcium phosphate and magnesium phosphate.

Titânio comercialmente puro, Ti-cp, e algumas de suas ligas são consideradas muito importantes na área médica devido sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Recentemente, foi desenvolvido um método químico, relativamente simples, para induzir a bioatividade desses materiais metálicos inertes, cujo princípio é imitar as condições biológica para obtenção do material desejado. Esta técnica denominada biomimético, foi utilizada para modificar a superfície do Ti-cp através do depósito de uma camada de apatita. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência do tratamento térmico na evolução da cristalinidade das fases depositadas. Os recobrimentos de apatitas, com tratamentos térmicos entre 400 e 600 ºC, mostraram através das técnicas de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, uma baixa cristalinidade semelhante às apatitas biológicas. Acima de 700 ºC, os recobrimentos de apatita mostraram-se mais cristalinos apresentando uma mistura de fases de hidroxiapatita, fosfato octacálcico e fosfato de magnésio.