O desenvolvimento de biomateriais é de grande importância para que sejam produzidos implantes dentários e próteses ósseas, por exemplo. O grupo de pesquisa em Biomateriais do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), coordenado pela Dra. Ana Helena A. Bressiani, desenvolve formas avançadas de confeccionar implantes eficientes.

Os estudos do grupo trazem uma série de inovações em relação ao material usado atualmente nos implantes. O SUS, por exemplo, utiliza aço inoxidável em grande parte dos procedimentos. Já no sistema particular, costuma-se se usar material feito de titânio ou uma liga composta por titânio, alumínio e vanádio.

As pesquisas coordenadas por Ana Helena apontam que as ligas de titânio-nióbio-zircônio, processadas por metalurgia do pó, são melhores para a confecção de pinos e implantes. A metalurgia do pó é um processo em que metais são hidrogenados e moídos, formando um material particulado (pó), que toma a sua forma final através de tratamento térmico. Esse modo de fabricação utiliza temperaturas menores que a temperatura de fusão dos materiais, possibilita controlar as propriedades da peça e também evita desperdício, já que se pode obter implantes com tamanho e formato desejados, evitando ou minimizando a etapa de usinagem.

Algumas propriedades fazem com que o implante seja mais adequado. Esses fatores têm sido aprimoradas pelas pesquisas em biomateriais obtidos por metalurgia do pó. A técnica também permite obtenção de implantes com superfície rugosa que facilita a adesão óssea e o controle da porosidade. No caso de uso em ossos longos, onde a carga suportada é grande, recomenda-se implantes de alta densidade, enquanto que em outras regiões pode-se usar materiais porosos, que permitem melhor ancoragem do osso.

Outras propriedades devem ser controladas na fabricação dos implantes para que não ocorram falhas posteriores. São elas a resistência à corrosão e o módulo elástico. Ana Helena explica que “em particular, o módulo de elasticidade é fundamental porque se o material for muito rígido pode causar degeneração óssea provocando falhas ou até mesmo a quebra do osso.” Como o titânio e o aço são muito rígidos, apresentam alto módulo elástico, é importante o desenvolvimento de ligas com módulo próximo ao do osso humano que possui valor em torno de 40 gigapascal (unidade que mede a elasticidade); os implantes de aço inoxidável – usados no SUS - tem uma média de 200 gigapascal; já os de titânio-nióbio-zircônio ficam mais próximos do osso e seu módulo varia de 80 a 100 gigapascal.

O recobrimento biomimético é outro avanço alcançado pelas pesquisas. Com tratamentos químicos e térmicos consegue-se que a superfície do material tenha uma textura que se assemelha ao tecido ósseo humano. Essa texturização da superfície faz com que o corpo receba melhor o implante, além de aumentar a aderência. Foram realizados testes em coelhos e nenhum dos materiais desenvolvidos apresentou incompatibilidade. “Implantes com poros de tamanho minimamente regular (entre 100 e 200 micrometros) apresentaram respostas muito satisfatória. O osso cresce na superfície dos implantes e aos poucos penetra nos poros, dando uma ótima ligação”, diz Ana Helena.

Os implantes comuns no mercado fabricados com a liga titânio-alumínio-vanádio, não são os mais adequados, pois há pesquisas que indicam que o alumínio pode estar ligado ao desenvolvimento do mal de Alzheimer; além de não serem apropriados para o processamento por metalurgia do pó, pois segundo a pesquisadora Ana Helena “este elemento é pirofórico, não sendo de fácil manuseio quando na forma de pó fino, além de não ser biocompatível.”