Estudo do efeito da adição de nitrogênio em filmes DLC para aplicação em componentes para bioimplante

Abstract

O filme DLC é um nome dado para materiais de carbono amorfo, esses filmes possuem ligações de sp³ que é característico do diamante e sp² que estão presentes no grafite, sendo assim esse filme possui características intermediarias entre esses dois materiais. Os filmes DLC com adição de nitrogênio são conhecidos como DLCN, a adição desse elemento diminui o estresse interno e melhora sua adesão ao substrato, porém poucos são os estudos na literatura que relacionam a adição do nitrogênio com as características de biocompatibilidade desse filme. O objetivo desse trabalho foi verificar a eficácia da adição do nitrogênio nas propriedades superficiais e biológicas da liga Ti6Al4V com e sem deposição de filme DLC. Os filmes DLC e DLCN com 10 e 50% de N2 foram depositados por PECVD, e caracterizados por Espectroscopia RAMAN, espectroscopia de infravermelho (FTIR), ângulo de contato, microdureza e ensaio de desgaste. Para o teste de compatibilidade foi utilizada célula L929 e a adesão e morfologia foi analisada através de microscopia. A adição de nitrogênio ao filme DLC influenciaram as características do filme DLC. Apesar dos filmes produzidos terem causado um aumento considerável na resistência ao desgaste comparado ao material base, a adição de nitrogênio ao filme propiciou maior volume ao desgaste comparado ao filme DLC, e maiores proporções de nitrogênio foram benéficos na adesão e proliferação celular, indicando resultados promissores do DLCN como biomaterial.

The DLC film is a name given to amorphous carbon materials, these films have sp³ bonds that is characteristic of diamond and sp² that are present in graphite, so this film has intermediate characteristics between these two materials. DLC films with the addition of nitrogen are known as DLCN, the addition of this element reduces the internal stress and improves its adhesion to the substrate, but there are few studies in the literature that relate the addition of nitrogen with the biocompatibility characteristics of this film. The objective of this work was to verify the effectiveness of nitrogen addition on the surface and biological properties of Ti6Al4V alloy with and without DLC film deposition. The DLC and DLCN films with 10 and 50% N2 were deposited by PECVD, and characterized by RAMAN spectroscopy, infrared spectroscopy (FTIR), contact angle, microhardness and wear test. The compatibility test were performed using L929 cell and the adhesion and morphology was analyzed using microscopy. The addition of nitrogen to the DLC film influenced the characteristics of the DLC film. Although the films produced caused a considerable increase in wear resistance compared to the base material, the addition of nitrogen to the film provided greater volume to wear compared to the DLC film, and higher proportions of nitrogen were beneficial in cell adhesion and proliferation, indicating promising results. of DLCN as a biomaterial.