Prof. Dr. – Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LdTM/UFRGS).
Marcelo D. O. Michelon
Engenheiro Mecânico. Mestrando do Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LdTM/UFRGS).
A liga metálica denominada de Nitinol foi introduzida no início dos anos 1960 pelo Engenheiro Metalúrgico William F. Buehler e recebeu este nome devido ao laboratório onde foram desenvolvidas suas pesquisas e aos dois principais elementos da liga, o níquel e o titânio. Sendo assim, Nitinol é um acrônimo de Nickel Titanium Naval Ordnance Laboratory.
Esta liga equiatômica de Ni e Ti em particular possui ótimas propriedades elétricas e mecânicas, alta resistência à corrosão e à fadiga, sendo estas iguais ou superiores a do aço inoxidável ABNT 316L e da liga de titânio ASTM F 136, apresentando uma excelente biocompatibilidade.
Quando há uma corrente elétrica passando pelo fio de Nitinol ocorre uma transformação de fase causada pelo calor o que acarreta na possibilidade de ser utilizado como atuador elétrico e sensor de temperatura. Por causa de sua excelente biocompatibilidade, o Nitinol vem sendo utilizado como biomaterial em diferentes aplicações da área da saúde, como: fios ortodônticos, materiais ortopédicos, fios guias, stents, filtros e componentes para a realização de cirurgias menos invasivas. Em outras áreas é utilizado para confecção de chaves eletrônicas, armações para óculos, aplicação em controladores, junção de tubos, conectores eletrônicos, entre outros.
As duas propriedades mais importantes do Nitinol são: o efeito de memória de forma e a superelasticidade. O termo memória de forma refere-se à habilidade de certos materiais de “lembrar” um determinado formato, mesmo que deformações severas sejam aplicadas: uma vez que o Nitinol é deformado a baixas temperaturas, permanecerá com o novo formato até que seja aquecido e com isso, retornará espontaneamente a sua forma original. A propriedade de superelasticidade do Nitinol também é conhecida como pseudoelasticidade. Este é um evento isotérmico por natureza e que envolve o armazenamento de energia potencial. Neste caso a transformação de fase reversível é induzida por tensão e a grande diferença fica evidenciada entre as curvas de escoamento de um aço convencional (deformação elástica de 0,2%) e do Nitinol (com efeito de superelasticidade de até 8%). Contrariamente ao efeito de memória de forma, a superelasticidade não ocorre com a mudança de temperatura.
O Brasil atualmente importa grande parte dos produtos à base de NiTi voltados à área médica. O grande custo envolvido na importação destes produtos motiva a tentativa de desenvolvimento nacional da liga de NiTi e de seus subprodutos. Com isso, acredita-se que haja uma redução do custo associado que poderá oportunizar o acesso de maior parte da população a tais benefícios.
A órtese de NiTi comumente chamada de stent é um destes casos. Sua aplicação é muito vasta: tratamento de estenoses, aneurismas, traqueomalacias, etc. Trata-se de uma estrutura cilíndrica que pode ser obtida por variados processos: corte a laser de tubos, trançagem de fios, usinagem, entre outros. Atualmente existe um stent utilizado para o tratamento de estenoses obtido por trançagem de fios que foi desenvolvido no Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LdTM/UFRGS) e que foi autorizado pela Comissão Nacional de Ética e Pesquisa (CONEP) para implante em vias aéreas humanas em fase experimental.
O fio comercial utilizado na confecção do stent do LdTM/UFRGS foi caracterizado utilizando ensaio de tração uniaxial, metalografia, MEV, EDS, DSC e medição de dureza, comprovando assim, suas propriedades de memória de forma e superelasticidade.
Atualmente está em estudo a fabricação nacional do fio de Nitinol no LdTM/UFRGS utilizando o processo de Metalurgia do Pó Convencional para a obtenção da liga e extrusão e trefilação para seu pós-processamento.