Hidroxiapatitaobtidareacao-Olivares-2020

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
EDUARDO JAVIER PEREZ OLIVARES 
 
 
 
 
 
HIDROXIAPATITA OBTIDA POR REAÇÃO DE 
COMBUSTÃO SINTERIZADA POR PLASMA 
 
 
 
 
NATAL- RN, 2020 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
HIDROXIAPATITA OBTIDA POR REAÇÃO DE 
COMBUSTÃO SINTERIZADA POR PLASMA 
 
EDUARDO JAVIER PEREZ OLIVARES 
 
Qualificação da dissertação apresentada 
ao Programa de Pós-Graduação em 
Engenharia Mecânica (PPGEM) da 
Universidade Federal do Rio Grande do 
Norte como parte dos requisitos para a 
obtenção do título de MESTRE EM 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
Orientadora: Profa. Dra. Amanda Melissa Damião Leite. 
Co-orientadora: Profa. Dra. Kaline Melo de Souto Viana 
 
NATAL – Novembro/2020 
 
 
 
 
 
 
 
 Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN 
Sistema de Bibliotecas - SISBI 
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede 
 
 Olivares, Eduardo Javier Perez. 
 Hidroxiapatita obtida por reação de combustão sinterizada por 
plasma / Eduardo Javier Perez Olivares. - 2021. 
 61 f.: il. 
 
 Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande 
do Norte, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em 
Engenharia Mecânica, Natal, RN, 2022. 
 Orientadora: Profa. Dra. Amanda Melissa Damião Leitr. 
 Coorientador: Profa. Dra. Kaline Melo de Souto Viana. 
 
 
 1. Hidroxiapatita - Dissertação. 2. Scaffolds - Dissertação. 
3. Biocerâmicas - Dissertação. 4. Sinterização - Dissertação. 5. 
Plasma - Dissertação. I. Leite, Amanda Melissa Damião. II. 
Viana, Kaline Melo de Souto. III. Título. 
 
RN/UF/BCZM CDU 669-1 
 
 
 
 
 
Elaborado por Ana Cristina Cavalcanti Tinoco - CRB-15/262 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROXIAPATITA OBTIDA POR REAÇÃO DE 
COMBUSTÃO SINTERIZADA POR PLASMA 
 
 
 
EDUARDO JAVIER PEREZ OLIVARES 
 
Defesa da dissertação de Mestrado Programa de Pós-Graduação 
em Engenharia Mecânica (PPGEM) da Universidade Federal do Rio 
Grande do Norte 
 
 
 
 
Banca Examinadora da Defesa da Dissertação 
Prof. Dr. Amanda Melissa D. Leite 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Orientador 
Prof. Dr. Kaline Melo de Souto Viana 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Co-orientadora 
Prof. Dr. Thercio Henrique de C. Costa 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Avaliador Externo 
Prof. Dra. Veronica Cristhina de S. Diniz 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Avaliador Externo 
 
 
NATAL, novembro de 2020. 
 
Perez Olivares, E J. HIDROXIAPATITA OBTIDA POR REAÇÃO DE 
COMBUSTÃO SINTERIZADA POR PLASMA. 2020. 64 p.Dissertação de 
Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica 
da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal-RN, 2020. 
 
Resumo 
 
As biocerâmicas de fosfato de cálcio são um grupo de materiais altamente atrativos 
para aplicações biomédicas. Algumas dessas biocerâmicas possuem atenção 
especial, entre elas a hidroxiapatita (Hap) [Ca10(PO4)6(OH)2], que possui estrutura e 
composição similar à fase mineral do osso humano (apatita) e, por isso, possui uma 
excelente biocompatibilidade, alta osteoindução, possibilidade de regeneração 
óssea e alta bioadsorção in vivo. Esses materiais são comumente utilizados na forma 
de grãos porosos, e blocos sintetizados ou porosos, em diferentes áreas das ciências 
da saúde, tais como a odontologia e a ortopedia. Sabe-se que o método utilizado para 
a síntese do material cerâmico influencia intensivamente na estrutura do material 
obtido e, no caso da Hap, esta deve ser formada por grãos nanométricos para que 
sua estrutura seja o mais similar possível à apatita biológica. Nesta pesquisa se 
utilizou a reação de combustão para a obtenção de hidroxiapatita [Ca10PO4)6(OH)2] 
nanoestruturada, utilizando-se como combustível a glicina e a uréia, por ser um 
procedimento rápido e de baixo custo. Por meio da análise dos resultados verificou-
se a produção de amostras nanométricas por essa reação. Depois de ser sinterizada 
por plasma entre 800°C e 1000°C apresentou-se amostras bifásicas, com a presença 
de Hap e fosfato de cálcio. Ao observar as amostras no microscópio eletrônico de 
varredura (Mev), antes da sinterização, identificou-se aglomerados de formato 
fibroso para glicina e formas acirculares para a uréia. Depois de sinterizadas os dois 
tipos de amostras apresentaram grãos acirculares de tamanhos namométricos, de 
127 nm para glicina e 172,26 nm para uréia a 1000°C. Para as amostras de glicina 
e uréia analisadas por FTIR podemos visualizar que todas as bandas de absorção, 
independente da temperatura, foram preservadas, por que nenhuma ligação foi 
quebrada frente ao aumento da temperatura, ficando estável na temperatura de 
sinterização de 800°C e 1000°C. A difração de raios-X visualizou a presença 
de Hap antes e após a sinterização por plasma, apresentando como fase principal a 
Hap, e na fase secundária o fosfato de cálcio. Além disso, o plasma promoveu a 
transformação alotrópica do B-TCP em HAP. A análise termogravimétrica observa 
que a amostra possui predominantemente dois eventos térmicos, o primeiro entre 
18°C e 110°C, e o segundo entre 435°C e 541°C para a uréia. Para a glicina 
observou-se 3 eventos principais, predominando primeiro entre 27,77°C e 128,74°C, 
o segundo entre 170ºC e 225,9º C, por último entre 868°C e 971°C, e um conjunto 
de eventos repetitivos de 582°C e 821°C. A Hap produzida tem uma estrutura 
nanométrica com potencialidade de utilização como material para produção de 
scaffold. 
 
Palavras-chave: hidroxiapatita, scaffolds, biocerâmicas, sinterização, plasma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Perez Olivares, E J. HYDROXYAPATITE OBTAINED BY PLASMA SYNTERIZED 
COMBUSTION REACTION.2020. 64 p. Master’s Dissertation in Mechanical 
Engineering - Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN, 2020. 
Abstract 
 
Calcium phosphate bioceramics are a group of highly attractive materials for biomedical 
applications. Some of these bioceramics have special attention, including: 
hydroxyapatite (Hap) Hap [Ca10(PO4)6(OH)2], which has a structure and composition 
similar to the mineral phase of human bone (apatite) and therefore has excellent 
biocompatibility, high osteoinduction enabling bone regeneration, which presents high 
bioadsorption in vivo, these materials are commonly used in the form of porous grains 
and a synthesized or porous block in different areas of the health sciences, such as 
dentistry and orthopedics. for the synthesis of the ceramic material it intensively 
influences the structure of the material obtained and in the case of Hap it must be 
formed by nanometric grains so that its structure is as similar as possible to biological 
apatite. In this research, the combustion reaction was used for the obtaining of 
nanostructured hydroxyapatite Hap [Ca10(PO4)6(OH)2], using glycine and urea as fuel, 
as it is a fast and low cost procedure. By analyzing the results, it was found that it was 
possible to produce nanometric samples by combustion reaction, after being sintered 
by plasma at 800 ° C and 1000 ° C, biphasic samples were presented, with the presence 
of Hap and calcium phosphate, with o Mev in samples before sintering present fibrous 
agglomerates for glycine and aciculate shape for urea, after sintering they presented 
acicular grains of namometric size 127nm for glycine at 1000 ° C and 172.26 nm .For 
samples analyzed by FTIR glycine and urea we can see that all the absorption bands 
remained, regardless of the temperature, the absorption bands were preserved 
because no bond was broken due to the temperature increase being stable at the 
sintering temperature of 800 ° C and1000 ° C. The X-ray diffraction visualized the 
presence of Hap before and put the sintering by plasma, presenting the primary phase 
as Hap and secondary calcium phosphate and the plasma promoted the allotropic 
transformation of B-TCP in PAH. Thermogravimetric analysis shows that the sample 
has predominantly two thermal events, the first between 18 ° C and 110 ° C and the 
second between 435 ° C and 541 ° C for urea for Glycine. first 27.77 ° C and 128.74 ° 
C and the second between 170 and 225.9C and lastly between 868 ° C and 971 ° C 
and a set of repetitive events of 582 ° C 821 ° C. The Hap produced has a nanometric 
structure with the potential to be used as material for scaffold production. 
Key words: Scaffords, combustion reaction, bioceramics, nanocomposite,plasma. 
 
 
Lista de Figuras 
 
 FIGURA 1 :FLUXOGRAMA DA METODOLOGIA DE OBTENÇÃO DA HAP ........ 35 
FIGURA 2 ETAPAS DA SÍNTESE DA HAP: A) AGITAÇÃO MAGNÉTICA, B) 
SOLUÇÃO TRANSPARENTE, C) EBULIÇÃO DA SOLUÇÃO, D) COMEÇO DA 
LIBERAÇÃO DE GASES, E) COMEÇO DA REAÇÃO EXOTÉRMICA, F) 
OBTENÇÃO DO PÓ. ........................................................................................... 37 
FIGURA 3 PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS DE HAP SINTERIZADAS ............. 38 
FIGURA 4 SINTERIZAÇÃO À PLASMA DAS AMOSTRAS DE HAP. A) REATOR 
DE PLASMA, B) PROCESSO DE SINTERIZAÇÃO DAS AMOSTRAS E C) 
AMOSTRA DE HAP SINTERIZADA. .................................................................... 39 
FIGURA 5 DIFRACTOGRAMA HAP OBTIDA DA REAÇÃO DE USANDO UREIA 
COMO COMBUSTÍVEL. ...................................................................................... 42 
FIGURA 6 DIFRATOGRAMA DA AMOSTRA DE HAP OBTIDA COM GLICINA 
COMO COMBUSTÍVEL DE REAÇÃO.................................................................. 43 
FIGURA 7 DIFRACTOGRAMA DE RAIO-X SINTERIZADO POR PLASMA A 800 
°C ......................................................................................................................... 44 
FIGURA 8 DIFRACTOGRAMA DE RAIO X UTILIZANDO A GLICINA COMO 
COMBUSTIVEL SINTERIZADA A 1000 0C .......................................................... 44 
FIGURA 9 DIFRACTOGRAMA CARBONIZAÇÃO COM PLASMA UTILIZANDO 
GLICINA COMO COMBUSTIVEL DE REDUÇÃO. ............................................... 45 
FIGURA 10 DIFRATOGRAMA DE RAIO X SINTERIZADO POR PLASMA A 
1000°C COM COMBUSTIVEL GLICINA .............................................................. 45 
FIGURA 11 FOTOMICROGRAFIAS DAS AMOSTRAS DE HAP. A) HAP QUE 
UTILIZOU COMO COMBUSTÍVEL A URÉIA, AUMENTO DE 5000X; B) HAP QUE 
UTILIZOU COMO COMBUSTÍVEL A URÉIA, AUMENTO DE 7000X; C) HAP QUE 
UTILIZOU COMO COMBUSTÍVEL A GLICINA, AUMENTO DE 5000X D) HAP 
QUE UTILIZOU COMO COMBUSTÍVEL A GLICINA, AUMENTO DE 7000X. ...... 48 
FIGURA 12 FOTOMICROGRÁFICAS DAS AMOSTRAS DE HAP, UTILIZANDO 
COMO COMBUSTIVEL GLICINA (A;B) E (C;D) COM UREIA SINTERIZADAS À 
PLASMA. A) AUMENTO DE 16000X; B) AUMENTO DE 30000X, C) AUMENTO 
DE 16000X; D) AUMENTO DE 30000X ............................................................... 49 
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FIGURA 13 : FOTOMICROGRÁFICAS DAS AMOSTRAS DE HAP APÓS A 
SINTERIZAÇÃO À PLASMA NA TEMPERATURA DE 1000ºC. A) AMOSTRA DE 
HAP QUE UTILIZOU GLICINA, AUMENTO DE 16000X B) AMOSTRA DE HAP 
QUE UTILIZOU GLICINA, AUMENTO DE 30000X, C) AMOSTRA DE HAP QUE 
UTILIZOU UREIA, AUMENTO DE 8000X; D) AMOSTRA DE HAP QUE UTILIZOU 
UREIA , AUMENTO DE 16000X. ......................................................................... 50 
FIGURA 14 GRÁFICOS DE FTIR DAS AMOSTRAS DE HAP. (A) AMOSTRA 
SINTETIZADA COM UREIA E (B) AMOSTRA SINTETIZADA COM GLICINA. .... 51 
FIGURA 15 GRÁFICOS DE FTIR DAS AMOSTRAS DE HAP APÓS 
SINTERIZAÇÃO. (A) AMOSTRA SINTETIZADA COM UREIA E (B) AMOSTRA 
SINTETIZADA COM GLICINA. ............................................................................ 51 
FIGURA 16 DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DAS AMOSTRAS DE HAP 
ANTES DA SINTERIZAÇÃO POR PLASMA. (A) SINTETIZADA COM UREIA E (B) 
SINTETIZADA COM GLICINA ............................................................................. 51 
FIGURA 17 TERMOGRAVIMÉTRICA DAS AMOSTRAS DE HIDROXIAPATITA 
SINTETIZADAS. (A) UREIA E (B) GLICINA. ........................................................ 51 
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Lista de Tabelas 
Tabela 1 Mistura do nitrato de cálcio Ca(NO3)24H2O com orto fosfato diamônio 
(NH4)2HPO4 e água sob agitação magnética ............................................................ 23 
Tabela 2 Parâmetros da sinterização das amostras de Hap sintetizadas com uréia 
como combustível .................................................................................................... 25 
Tabela 3 Parâmetros da sinterização das amostras de Hap sintetizadas com glicina 
como combustível .................................................................................................... 26 
Tabela 4 Cálculo de tamanho médio de cristalito da HAp ......................................... 31 
Tabela 5 Cálculo de tamanho médio de cristalito da Hap sintetizada com plasma ... 34 
Lista de abreviaturas e siglas 
 
DRX Difração de Raios-X 
FTIR Espectroscopiana Região do Infravermelho com 
Transformada de Fourier 
MEV Microscopia eletrônica de varredura 
TG Analise termogravimétrica 
Hap Hidroxiapatita 
 
Sumário 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1 
1.1 Objetivo Geral .............................................................................................. 3 
1.1 Objetivos Específicos ................................................................................... 3 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................... 4 
2.1 A Hidroxiapatita (Hap) .................................................................................. 4 
2.2 Obtenção da Hidroxiapatita .......................................................................... 6 
2.3 A Reação de Combustão ............................................................................. 8 
2.4 Nanotecnologia ........................................................................................... 10 
2.5 Nanopartículas de Hap ............................................................................... 11 
2.6 Biomateriais ............................................................................................... 12 
2.7 Plasma....................................................................................................... 14 
3 METODOLOGIA .................................................................................................... 21 
3.1 Materiais .................................................................................................... 21 
3.1.1 Síntese da Hap ............................................................................ 21 
3.2 Métodos ..................................................................................................... 21 
3.2.1 Obtenção da Hap ........................................................................ 21 
3.2.2 Sinterização da Hap por plasma .................................................. 24 
3.2.3 Caracterização dos pós de Hap ................................................... 26 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 29 
4.1 Difratograma de Raios-X ........................................................................... 29 
4.2 Microscopia Eletrônica de Varredura ......................................................... 34 
4.3 Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier ............... 38 
4.4 Distribuição Granulométrica ....................................................................... 40 
4.5 Termogravimétrica – TG ....................................................................... 41 
5 CONCLUSÕES ..................................................................................................... 43 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 44 
15 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
O desenvolvimento de biomateriais vem se mostrando de 
fundamental importância atualmente, já que sua produção permite melhorias 
na vida das pessoas, implicando em aumento na expectativa de vida, saúde 
em geral e no bem estar populacional (VOLKMER, 2006). 
Um dos materiais amplamente utilizados para a regeneração do 
tecido ósseo são os fosfatos de cálcio, que podem ser fabricados na forma de 
géis, pastas, blocos sólidos e como matrizes porosas. Suas principais áreas 
de aplicação são a ortopedia e a odontologia. A utilização do fosfato de cálcio 
de hidroxiapatita (HAP) tem recebido uma atenção particular por tratar-se de 
um material que possui semelhança com a apatita encontrada no osso, além 
de poder ser processada na forma de suportes porosos (GROOT, 1980; 
RAMAY, ZHANG, 2003). A porosidade amplia a área superficial disponível 
para a justaposição osso-implante e a osseointegração. Dessa forma, o 
período de ligação interfacial entre o osso e o implante é diminuído (VERCIK 
et al., 2003; CAMPOS et al., 2005). 
O osso humano é formado por 9% de água, 20% de componentes 
orgânicos e 69% de fosfatos de cálcio. Estes fosfatos estão presentes também 
na composição óssea de diferentes espécies animais, despertando grande 
interesse biológico e médico, por ser um material altamente biocompatível, ou 
seja, que possui capacidade de ser compatível com tecidos vivos e fluidos 
orgânicos sem que ocorram efeitos tóxicos ou ainda reações imunológicas. 
Um dos representantes mais utilizados do grupo dos materiais bioativos de 
fosfato de cálcio de origem sintética é a hidroxiapatita (LEITE et al., 2018). 
A HAP em tecidos mineralizados é de grande importância, uma vez 
que demonstrou ser um material biocompatível com aplicações biomédicas 
em odontologia, ortopedia e cirurgia maxilofacial. É um dos principais 
componentes de ossos e dentes, uma vez que lhes confere a dureza 
característica e a elasticidade do osso, e pode ser encontrado em partes de 
rochas metamórficas. Nos tecidos vivos a Hap e seus percursores estão 
16 
 
presentes e organizados em diferentes grupos animais, como em corais e 
estrelas de mar (GARCÍA; REYES, 2006) 
Materiais cerâmicos a base desse fosfato vem atraindo cada vez mais 
atenção na área médico-odontológica devido a sua similaridade com o material 
biológico, e os principais exemplos disto são a Hap [Ca10(PO4)6(OH)2] e o β-
fosfato tricálcio [Ca3(PO4)2], devido a estrutura e composição muito próximas 
as do material biológico-esquelético (EPPLE e TADIC, 2004). 
Para que a HAP seja usada como suporte é necessário que esse 
material apresente uma estrutura tridimensional, com poros interligados, o que 
garantirá as semelhanças desejadas com o tecido ósseo devido à sua razão 
cálcio/fósforo (Ca/P), além de uma estabilidade quando em contato com 
ambiente fisiológico. A HAP apresenta semelhança significativa com o osso 
humano, mas é necessário um longo tempo de residência no corpo para que 
seja reabsorvida pelo osso (GROOT, 1980; RAMAY, ZHANG, 2003). 
Existem diversos métodos para obtenção da hidroxiapatita, que pode 
ser sintetizada por métodos úmidos e reações de estado solido. Podem-se 
mencionar o método sol-gel (BEZZI et al., 2003), a reação de combustão 
(GHOSH et al., 2011), o método mecanoquímico (MOCHALES et al., 2004), o 
método hidrotermal (IOKU et al., 2002), o método de emulsão (ZHANG et al., 
2017) ou o método de microondas (KALITA & VERMA, 2010). 
Para a obtenção de nanoparticulas o método de combustão apresenta 
uma maior eficácia em comparação com outros métodos, sendo um método 
fácil, seguro, rápido e de baixo consumo de energia, o que possibilita a 
reprodução de pós cerâmicos em escala nanométrica (GU & MENG, 2007). 
A síntese por reação de combustão é um método que tem se 
apresentado eficaz na produção de pó com tamanho de partículas 
nanométricas, elevada área superficial e alto grau de pureza na maioria dos 
sistemas monofásicos estudados e que normalmente gera produtos com 
estruturas e composições desejadas, devido à elevada homogeneidade 
favorecida pela solubilidade dos sais em água (KIMINAMI, MORELLI, CLARK, 
FOLZ, 2000). 
 
- 
17 
 
 
1.1 Objetivo Geral 
 
 
Obtenção de hidroxiapatita nanoestruturada via reação de combustão 
para uso em aplicações biomédicas na forma de enxertos ósseos (scaffolds). 
 
 
1.1 Objetivos Específicos 
 
• Sintetizar a hidroxiapatita por reação de combustão utilizando dois 
diferentes combustíveis diferentes, a ureia e a glicina; 
• Caracterizar a hidroxiapatita obtida por: difração de raios-X (DRX), 
,Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), 
distribuição granulométrica (DG) e microscopia eletrônica de varredura 
(MEV), curva TG; 
• Analisar a influência do tipo de combustível na estrutura e na 
morfologia do biomaterial obtido; 
• Sinterizar a Hap obtida por plasma e verificar qual a influência namicroestrutura do material; 
• Avaliar a potencialidade da utilização da Hap obtida como material para 
produção de scaffold. 
 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1 A Hidroxiapatita (Hap) 
 
É um constituinte mineral natural encontrado no osso, representando 
de 30 a 70% da massa dos ossos e dentes. A hidroxiapatita sintética possui 
propriedades de biocompatibilidade e osteointegração, o que a torna 
substituta do osso humano em implantes e próteses (EANES, 1980). Essas 
propriedades, combinadas com sua alta capacidade de absorção e / ou 
absorção molecular, tornam a hidroxiapatita um excelente suporte para o 
papel de longo prazo dos medicamentos anticâncer no tratamento de tumores 
ósseos, e também é eficaz na remoção de metais pesados de esgoto e solo 
(MAVROPOULOS, 1999). 
18 
 
A hidroxiapatita (Hap) se tornou o material de reparo ósseo mais 
utilizado devido à sua estabilidade em condições in vivo, composição 
semelhante, excelente biocompatibilidade, osteocondutividade e capacidade 
de promover a função dos osteoblastos. Hap induz uma resposta biológica 
específica na interface, que leva à formação de uma forte ligação entre o 
tecido ósseo e o material. Suas várias aplicações incluem o revestimento de 
implantes ósseos como uma matriz porosa para o crescimento ósseo e 
enxerto ósseo após a cirurgia (KALITA et al., 2010). 
Embora o Hap desempenhe um importante papel biológico como o 
principal componente inorgânico de ossos e dentes, seu uso não se limita a 
ser um material biocompatível na área médica. Além disso, a hidroxiapatita 
pode ser usada como um trocador de íons, agente de liberação controlada de 
drogas, catalisador e também como um agente antipoluição no campo 
ambiental para absorver metais pesados e/ ou resíduos industriais de solo 
contaminado e água (El SHAFEI et al., 2004). 
Dois tipos de fosfato de calcio devem ser considerados(α –TCP e β-
TCP): as sintetizadas em altas temperaturas e que apresentam boa 
cristalinidade e tamanho de cristais grandes, e as hidroxiapatitas sintetizadas 
em baixas temperaturas que apresentam baixa cristalinidade e tamanho de 
cristais pequenos. A hidroxiapatita precipitada por via úmida possui 
características similares às do tecido ósseo e dentário, diferentemente da 
hidroxiapatita sintetizada a altas temperaturas (FULMER, 1992). 
A osteointegração do corpo humano apresenta um problema quando o 
material bioativos se implanta um corpo, a interação entre osso e tecido tem 
lugar só nas superfícies aonde estas entram em contato, o material que fica 
sem contato esta inalterado que ocasiona tensões cisalhantes devido a 
diferenças entre os módulos de elasticidade do osso e do material bioativos, 
a reação de combustão produz nanoparticulas as quais promove a diminuição 
do tamanho de grão que melhora a resistência mecânica .(RODRIGUEZ, 
2007). 
As Hap’s biológicas ou sintéticas são utilizada atualmente para a 
reparação óssea e a regeneração do osso sob a forma de blocos e/ou 
19 
 
suportes porosos, grânulos, isolados ou como composto com polímeros, outros 
cerâmicos ou até mesmo como revestimentos sobre implantes dentários ou 
próteses ortopédicas. A principal diferença entre a HAP sintetizada e o mineral 
do osso é a sua estequiometria, alta cristalinidade e a ausência de carbonato. 
Isto resulta em uma taxa de biodegradação muito menor em comparação com 
o mineral ósseo nanocristalino (TADIC et al., 2004; LEGEROS, LEGEROS, 
2008). 
Essa semelhança química com a biocompatibilidade e a fase mineral 
do osso tornaram a hidroxiapatita um dos materiais mais conhecidos, 
favorecendo ligações entre a hidroxiapatita e os tecidos ósseos (bioativo), 
estabelecendo o crescimento ósseo para os locais em que ela se encontra 
(osteocondutor), permitindo a proliferação de fibroblastos, osteoblastos e 
outras células ósseas, sendo que as células não fazem distinção entre a 
hidroxiapatita e a superfície óssea, o que aponta a grande identicidade 
química superficial (SANTOS, L. A., 2002). 
As biocerâmicas podem ser empregadas na forma densa e/ou porosa. 
Na cerâmica densa, o tecido não se adere fisica, química ou biologicamente, 
e com isso o material movimenta-se facilmente, o que leva ao desprendimento 
e eventual fracasso do implante. Já as biocerâmicas porosas são usadas para 
reconstruir, substituir e reparar partes do corpo humano, já que se integram 
bem com o tecido ósseo vivo (CAO et al., 1996). 
Para que não haja a produção de reações tóxicas quando as 
biocerâmicas forem colocadas em contato com tecidos vivos, é preciso que 
os matérias sejam de elevada pureza química seguida de fatores ligados à 
estrutura porosa formada, tal como a forma dos poros, sua fração, tamanho, 
distribuição e a resistência mecânica do componente (SEPÚLVEDA et al., 
1999). 
 
As cerâmicas porosas foram desenvolvidas com o objetivo de 
reproduzir uma estrutura porosa para ser aplicada como implante do tecido 
ósseo natural, fornecendo- se um local para o tecido ósseo crescer e fixar o 
20 
 
implante biologicamente. O crescimento ocorre quando o tamanho do poro é 
grande o bastante para acomodar as células juntamente com o sistema de 
irrigação sanguínea, ficando na média de 100 a 200 μm de diâmetro 
(KARAGEORGIOU, KAPLAN, 2005). 
2.2 Obtenção da Hidroxiapatita 
 
Existem diferentes métodos para a obtenção da hidroxiapatita, dentre 
eles o método de reação por combustão, que por suas características, 
facilidade de produção e pelo baixo custo é o utilizado no presente trabalho. 
Podemos mencionar abaixo os principais métodos para obtenção da Hap: 
 
1) Emulsão: a hidroxiapatita (HAP) obtida via emulsão não sofre alteração 
microestrutural, apresenta uma distribuição granulométrica mais fina e 
homogênea que a obtida via convencional, com tamanho de cristal de 
aproximadamente 30 nm, conferindo corpos com uma porosidade menor, o 
que pode melhorar sua resistência mecânica (WEBER et al., 2003). 
 
2) Método Hidrotermal: O produto dessa técnica é um pó nanométrico ou 
milimétrico, sendo possível a obtenção de materiais com porosidade similar à 
hidroxiapatita obtida de corais. A partir dos diferentes pós é possível a 
obtenção de diversas morfologias e formatos de materiais, de denso até 
materiais extremamente porosos, os quais incluem técnicas de 
processamentos cerâmicos tradicionais e avançadas (ROSA et al., 1998). O 
método hidrotermal utiliza reações químicas em soluções aquosas sob 
elevada temperatura e pressão para facilitar a precipitação dos cristais. 
Também, esse método pode ser considerado como um método de 
precipitação no qual a fase de envelhecimento é conduzida sob alta 
temperatura, geralmente acima do ponto de ebulição da água, dentro de uma 
autoclave ou recipiente de pressão (DOURADO, 2006). 
 
3) Método sol-gel: Para Santos et al. (2005) a utilização do método sol-gel é 
um processo químico por via úmida, no qual não é necessária a utilização de 
alto vácuo e elevadas temperaturas, sendo considerada uma das técnicas 
mais flexíveis e promissoras, favorecida por uma mistura em nível molecular 
21 
 
dos íons de cálcio e fósforo. O resultado deste processo é uma microestrutura 
de granulação fina com uma mistura de cristais de tamanho submícron a nano, 
sendo muito importante para melhorar a reação de contato e a estabilidade da 
interface osso artificial/natural; 
 
4) Técnica de precipitação: envolve reações via úmida entre precursores de 
cálcio e fósforo com controle de temperatura e Ph da solução. O pó precipitado 
é calcinado em 400-600°C ou até mesmo a temperaturas mais elevadas, a 
fim de obter uma estrutura de apatita estequiométrica. A precipitação rápida 
durante a titulação da solução de fosfato em solução de cálcio pode levar a 
falta de homogeneidade química no produto final (COSTA et al., 2009); 
 
5) Método Mecanoquímico: é um processo simples de reação não aquosa, 
que consiste em síntese no estado sólido,porém se aproveita da perturbação 
das ligações de espécies superficiais. Ao contrário da reação de estado sólido, 
onde partículas heterogêneas e com formato irregular eram geralmente 
sintetizadas, os cristais sintetizados pelo método mecanoquímico apresentam 
uma estrutura bem definida. E isto ocorre graças à perturbação das espécies 
ligadas à superfície resultante da pressão aplicada, melhorando as reações 
termodinâmica e cinética entre os sólidos (NASIRI-TABRIZI et al., 2009). 
 
6) Micro-ondas: se caracteriza pela reação em meio aquoso em temperatura e 
pressão elevadas, cristalizando materiais cerâmicos através de uma solução. 
Existe um limite superior próximo a 1000ºC, porém é preferível a síntese em 
temperaturas mais amenas (entre 100 e 350ºC) (SUCHANEK e RIMAN, 
2006). O micro-ondas atua na transferência de energia elétrica em energia 
térmica por meio de ondas eletromagnéticas (as micro-ondas). Para se 
produzir as ondas é necessário o uso do magnetron que gera as ondas e são 
propagadas por uma antena metálica. O aquecimento ocorre pelo processo 
de ressonância, as moléculas de água vibram, gerando calor. Esse processo 
possui um aquecimento homogêneo, reduzindo gradientes de temperatura, 
por isso as partículas são nucleadas de maneira igualitária, resultando em 
partículas uniformes. Empregando baixas temperaturas no processo e um 
menor tempo de síntese, proporciona redução nos custos devido à economia 
22 
 
energética proporcionada (KASHINATH, NAMRATHA e BYRAPPA, 2015). 
Ainda como vantagem, além da maior cinética de cristalização, melhora a 
qualidade de produção e a formação de novos materiais e produtos, emprega-
se ao método assistido por micro-ondas uma maneira promissora de obter 
nanopartículas de hidroxiapatita (SOUZA, et al.2009). 
7) Gravitacional: Método gravitacional e preparar Hap de tamanho 
manométrico e produzido através da otimização dos parâmetros uma 
temperatura relativamente baixa,preparando duas solu çoes aquosasa 
,consiste em intensificar a mistura na escala molecular e transferencia de 
massa , eum processo que consta de duas etapas ,um disco rotativo 
utilizando a força gravitacional e concluida um tanque de agitação 
continua.(J.Nathanael ,et al. 2011) 
 
2.3 A Reação de Combustão 
 
 
O processo de síntese de combustão baseia-se numa reação 
exotérmica de nitratos metálicos com combustíveis. Recentemente, há um 
crescente interesse na síntese de materiais cerâmicos por síntese de 
combustão por autopropagação (SPCS) e síntese assistida por micro-ondas. 
Há estudos que relatam que a hidroxiapatita submicrométrica pode ser 
sintetizada por SPCS usando ureia como o combustível e ácido nítrico como 
oxidante. O sucesso do processo é devido uma mistura íntima entre os 
constituintes que utilizam um combustível adequado, o qual atua também como 
um agente de complexação (por exemplo, ácido cítrico, uréia, sacarose, etc.), 
num meio aquoso e uma vigorosa reação redox exotérmica entre o 
combustível e um oxidante (por exemplo, ácido nítrico) (LAGASHETTY et al., 
2007). 
É vastamente empregado para sinterizar múltiplos óxidos 
nanocristalinos e pós cerâmicos, se apresentando eficaz na produção de pós 
com tamanho de partículas nanométricas, elevadas áreas superficiais e alto 
grau de pureza (LEAL et.al., 2008). Segundo M. Canillas et al. (2017) A síntese 
de HAP pelo método de solução de combustão tem sido estudada para obter 
corpos cerâmicos com uma melhor resistência mecânica, como é realizada 
23 
 
em meio aquoso e oxidante melhora a homogeneização e libera energia 
durante a combustão. A reação de combustão apresenta-se como uma 
tendência atual por ser uma técnica de baixo custo, com elevado rendimento 
e produtos finais puros. Além disso, comparado a outros métodos, a reação 
de combustão apresenta vantagens como equipamentos simples, fácil 
preparação, tempo de reação curto e melhor reprodutibilidade (SADAT-
SHOJAI et al. 2013). 
Além disso, o conhecimento das alterações físicas e químicas dos pós 
de hidroxiapatita obtidos por este método de síntese possibilita sua melhor 
utilização, seja em aplicações médicas como substituinte ósseo ou em outas 
aplicações como em processos de remediação ambiental (AZEVEDO et al., 
2015). A síntese por combustão em solução é um método interessante para a 
preparação de óxidos cerâmicos altamente puros e nanocristalinos. Esse 
processo faz uso de nitratos metálicos e combustíveis, tais como glicina, 
sacarose, ureia, ou outros carboidratos solúveis em água. O nitrato atua como 
oxidante para o combustível durante a reação de combustão (DOGAN, 2001). 
Com o intuito de minimizar as dificuldades apresentadas pelos métodos de 
misturas de óxidos, diversos métodos químicos de síntese têm sido utilizados 
em escala de laboratório para a obtenção de materiais visando, principalmente, 
o controle da microestrutura e das propriedades magnéticas e elétricas por 
meio do controle das características dos pós (pureza, homogeneidade química, 
forma e tamanho médio das partículas). Entre os vários métodos de síntese, 
a síntese por reação de combustão tem se destacado como um método 
alternativo e bastante promissor para a preparação de pós nanométricos 
(COSTA et al., 2003). 
O mecanismo de reação de combustão em solução é bastante 
complexo. Os parâmetros que influenciam a reação são diversos, tais como o 
tipo de combustível, razão combustível-oxidante, temperatura de ignição e a 
quantidade de água contida na mistura precursora (LEITE, et al., 2018)[5]. Em 
geral, um bom combustível na síntese por combustão reage não 
violentamente, produz gases não-tóxicos e atua como um complexante para 
cátions metálicos (KINGSLEY; PEDERSON, 2001). A rápida evolução de um 
grande volume de gases durante a combustão dissipa o calor do processo e 
24 
 
limita o aumento da temperatura de chama, reduzindo a possibilidade de 
sinterização prematura localizada entre as partículas primárias. A saída dos 
gases também ajuda a limitar o contato interparticular, resultando em um 
produto mais friável. (PUROHIT et al., 2001). A condição em que a síntese 
pela reação de combustão é realizada, interfere de forma decisiva nas 
características finais do pó. Por meio do controle dos parâmetros (teor de 
combustível, tempo e temperatura de combustão) em que a síntese é 
realizada, se garante a obtenção de pós puros, cristalinos e com formação de 
aglomerados friáveis (fáceis de desaglomeração) adequados para obtenção 
de produtos de elevada sinterabilidade, microestruturas uniformes e 
excelentes propriedades (COSTA et al., 2002). 
 
 
2.4 Nanotecnologia 
 
 
A nanotecnologia constitui-se em área científica de grande 
desenvolvimento pois trabalha com a estruturação de objetos em níveis 
moleculares e atômicos. Por meio dela tem sido possível miniaturizar alguns 
dispositivos eletrônicos e estruturas orgânicas utilizados, por exemplo, em 
comunicação, engenharia e medicina. Para a população em geral, é 
importante divulgar os processos nela envolvidas e os resultados de sua 
aplicação, de maneira que as pessoas compreendam as atuais conquistas e 
as melhorias que podem ser conseguidas com seu desenvolvimento Marconi 
(2005). 
Pode ser definida como a aplicação destas novas propriedades 
adquiridas pelas nanoestruturas nas mais diversas possibilidades de 
utilização. Nas últimas décadas, tem sido observado um crescente número de 
pesquisas envolvendo materiais nanoestruturados, no entanto, a utilização 
destes não é tão recente, pois é possível identificar a presença da 
nanotecnologia em períodos remotos da história da humanidade. Há 
aproximadamente 4000 a.c. os alquimistas egípcios utilizavam partículas de 
ouro em suspensão com tamanho de 1-100nm para estimular a mente e 
restaurar a juventude e denominavam tais partículas como “elixir de ouro” ou 
25 
 
“elixir da longa vida” (ALVES, 2004). 
As nanopartículas, devidoao seu tamanho, apresentam propriedades 
diferentes dos materiais usuais. A transição de micro para nano leva a 
inúmeras alterações nas propriedades eletrônicas, óticas e mecânicas do 
material, sem alterar a composição química. Por exemplo, materiais 
semicondutores podem torna-se isolantes quando se apresentam em escala 
nanométrica (BIJU et al., 2008). Esta aquisição de novas propriedades, é a 
principal motivação para o crescente aumento de estudos envolvendo o 
desenvolvimento e a utilização de materiais nanoestruturados, pois com 
novas propriedades surgem novas possibilidades de aplicações nas mais 
diversas áreas da ciência (RAO; CHEETHAM, 2011). Assim, o enfoque das 
pesquisas em nanotecnologia tem sido controlar as propriedades dos 
materiais através de seu desenvolvimento dentro de uma escala de tamanho 
de 1 – 100nm. E quando usamos os termos “criar e controlar’ estamos nos 
referindo à habilidade de trabalhar em nível atômico, molecular e 
macromolecular, objetivando a obtenção de materiais, dispositivos e sistemas 
cujas propriedades e aplicações são fundamentalmente novas e o produto final 
possui um melhor desempenho (HELLAND; KASTENHOLZ, 2008). 
 
2.5 Nanopartículas de Hap 
 
Hidroxiapatita nanoparticulada é definida como hidroxiapatita com 
tamanho do cristal de 1 - 100nm. Os cristais de hidroxiapatita presentes no 
corpo humano possuem tamanho tão pequeno que são considerados 
materiais nanoestruturados. As nanopartículas de hidroxiapatita possuem 
propriedades mecânicas como dureza superior, quando comparadas às 
micropartículas. Além disso apresentam maior área superficial, pois os 
átomos presentes na camada mais superficial possuem ligações insaturadas, 
fazendo com que a nano-hidroxiapatita apresente alta reatividade (XU et al., 
2004). 
A hidroxiapatita já é considerada um ótimo biomaterial com excelentes 
propriedades, porém a literatura mostra que o tamanho da partícula influencia 
não só na formação dos tecidos duros como também nas propriedades 
intrínsecas do biomaterial como, por exemplo, na solubilidade e 
26 
 
consequentemente, na biocompatibilidade. Hap nanoparticulada sintética tem 
sido utilizada em aplicações médicas desde 1970 (REISNER, 2011). 
A Hap nanoparticulada tem sido muito indicada para reposição de tecido 
ósseo, preenchimento de defeitos ósseos, guia de regeneração ou como 
recobrimento de superfície de implantes metálicos para acelerar o processo 
de cicatrização. Alguns experimentos envolvendo proliferação celular têm 
demonstrado que nanopartículas esféricas de Hap apresentam maior 
biocompatibilidade quando comparada à Hap com formato irregular, disponível 
comercialmente (KUSAKABE et al., 2004). 
Estudos têm demonstrado que biomateriais a base de HAP 
nanoparticulada são mais facilmente biodegradados e possuem maior 
bioatividade (DOROZHKIN, 2010) quando comparados com as cerâmicas no 
tamanho “micro”. O tamanho, a morfologia e a estrutura das partículas de Hap 
possuem um efeito significativo na resposta biológica, não apenas em termos 
de bioatividade, mas também na biocompatibilidade. Sendo assim, é de 
extrema importância o conhecimento do método de síntese e das 
características da partícula sintetizada antes de aplicá-las no organismo 
(GRANDJEAN-LAQUERRIERE et al., 2004). 
 
2.6 Biomateriais 
 
Os biomateriais podem ser definidos como qualquer elemento que 
possa ser usada por um período de tempo para fazer interface e interagir com 
os sistemas biológicos a fim de tratar, restaurar, aumentar ou substituir 
qualquer tecido, órgão ou funções do corpo, com a finalidade de manter e/ou 
alterar a qualidade de vida do paciente (WILLIAMS et al.,1992). 
Segundo EY Kawachi (2000) “a utilização de cerâmicas como 
biomateriais remonta a 1894, quando Dreesman relatou o uso de gesso 
(CaSO4.1/2H2O) como um possível substituto para ossos. Este material 
apresenta uma resistência mecânica muito baixa e é completamente 
reabsorvido pelo organismo, resultando em uma rápida fragmentação e 
degradação. Tais propriedades pouco atrativas praticamente excluíram a 
utilização do gesso como biocerâmicas implantável”. 
Devido ao aumento na diversidade de substâncias e técnicas 
27 
 
utilizadas para síntese dos biomateriais, além dos diversos aspectos 
envolvidos na interação destes com os mais variados tecidos biológicos, 
encontrou-se a necessidade de classificá- los em diferentes grupos, de acordo 
com a composição química ou de acordo com seu comportamento biológico. 
A classificação quanto a composição química se dá de acordo com a origem 
e propriedades intrínsecas do biomaterial. Já a classificação quanto ao 
comportamento biológico está relacionada à resposta biológica causada após 
a sua utilização (WILLIAMS et al.,1992). 
Quanto a composição química, podemos ter biomateriais metálicos, 
cerâmicos, poliméricos (naturais ou sintéticos) e compósitos. Os biomateriais 
metálicos geralmente são utilizados devido as suas boas propriedades 
mecânicas (resistência e dureza). Alguns exemplos de metais e ligas 
utilizadas como biomateriais são: titânio, liga de titânio-alumínio-vanádio e as 
ligas de cromo-cobalto (BINYAMIN et al., 2006). Os biomateriais cerâmicos 
têm como principal vantagem a biocompatibilidade a qual está diretamente 
relacionada à sua composição química, que contêm íons geralmente 
encontrados fisiologicamente em nosso organismo, como por exemplo, Ca2+, 
K+, Mg+, Na+. Os materiais cerâmicos são muito estáveis quimicamente, e por 
isso praticamente não reativos. Em termos físico-químicos, são considerados 
frágeis, duros, resistentes a ataques ácidos, estáveis a altas temperaturas e 
isolantes térmicos e elétricos (WANG, 2003). 
Os biomateriais poliméros são caracterizados por cadeias extensas 
de unidades monoméricas repetidas. O comportamento físico-químico dos 
polímeros está diretamente relacionado com a composição química, estrutura, 
extensão da cadeia macromolecular (peso molecular) e distribuição das 
cadeias. Alguns exemplos de polímeros utilizados como biomateriais são 
polietilenos, polipropilenos, poliuretano, ácido polilactídico (PLA) e o 
polimetacrilato de metila (PMMA). O uso de alguns polímeros como 
biomateriais pode ter como desvantagem a possibilidade de sensibilização 
alérgica e respostas patológicas devido à liberação de monômeros tóxicos. 
Além disso, os biomateriais poliméricos trazem como desvantagem a baixa 
resistência mecânica. Já a principal vantagem é a possibilidade de serem 
gradualmente substituídos pelo tecido do hospedeiro, quando implantados, 
evitando uma segunda intervenção cirúrgica para remoção do implante 
28 
 
(AFONSO, 1998). 
Os biomateriais compósitos ou híbridos são aqueles obtidos através 
da combinação dos diferentes tipos de materiais citados anteriormente. As 
associações têm como principal finalidade tentar superar as limitações 
individuais apresentadas pelos componentes quando utilizados isoladamente 
e assim, potencializar as suas propriedades mecânicas e físico-químicas 
individuais, a fim de melhorar o seu comportamento biológico. Assim, os 
compósitos são sintetizados para se obter propriedades que os componentes 
isolados não possuem e de forma superior aos que 
resultariam da simples adição das propriedades de cada um deles. O tecido 
ósseo é um exemplo de compósito criado pela natureza, em que a 
combinação das fibras colágenas com os diferentes minerais deu origem a 
um tecido cujas propriedades biomecânicas são excelentes (LOPES et al., 
2001). 
De acordo com a resposta biológica gerada nos tecidos quando 
colocados em contato com os biomateriais, podemos classificar os 
biomateriais em: bioinertes, biotolerantes e bioativos. Os materiais bioinertes 
são aqueles menos susceptíveis a causar uma resposta biológica adversa 
devido à sua estabilidade química. A liberação de componentes é quase que 
inexistente e por isso, caracterizam-se por não provocaremreação de corpo 
estranho no organismo onde são implantados. A formação de cápsula ou tecido 
fibroso na interface entre os tecidos envolventes é praticamente inexistente. 
Alguns exemplos de biomateriais considerados bioinertes são a alumina e 
zircônia (CASTNER; RATNER, 2002). 
Os materiais biotoleráveis são aqueles apenas tolerados pelo 
organismo, ou seja, moderadamente aceitos pelos tecidos envolventes, e, 
portanto, isolados dos tecidos adjacentes através da formação de uma 
camada de tecido fibroso. Esta camada é induzida por meio da liberação de 
compostos químicos, íons, produtos de corrosão, entre outros, por parte do 
material implantado. A espessura da camada é inversamente proporcional à 
tolerabilidade dos tecidos ao material. A utilização deste tipo de biomaterial 
implica na presença de tecido conjuntivo fibroso entre o biomaterial implantado 
e o tecido. Alguns exemplos são aço inoxidável, ligas de cromo-cobalto e 
PMMA (HEIMKE, 1995). 
29 
 
Os materiais são considerados bioativos quando há a formação de 
uma união direta e resistente entre a superfície do material e os tecidos onde 
este é implantado, sem que haja a presença de invólucros fibrosos. Essa 
união ocorre devido à similaridade entre o biomaterial e o tecido. Esses tipos 
de materiais condicionam ou induzem atividade biológica onde são aplicados. 
Os fosfatos de cálcio, a hidroxiapatita e os vidros bioativos são alguns 
exemplos (HENCH; WILSON, 1993). 
 
2.7 Sinterização por Plasma 
 
O plasma é um processo que vem sendo utilizado para sinterizar 
amostras de pós compactados através de um intenso bombardeamento de 
íons o qual posibilita alcançar altas temperaturas mais rapido que de forma 
concional.Utilizando- se o plasma é possível realizar a sinterização e a 
extração de ligantes/lubrificantes já que consegue-se alcançar altas 
temperaturas em um ambiente controlado. 
Dependendo da polaridade em que a peça se encontra, atuando como 
cátodo do sistema, seu aquecimento pode ocorrer através de inúmeras 
colisões de íons, átomos e/ou moléculas e neutros rápidos do gás, junto a sua 
superfície, isso pode gerar microestruturas em sua superfície, em decorrência 
do bombardeamento iônico, ou podendo até mesmo ser danificada, devido 
à presença de micro-arcos que se formam durante as colisões. Para evitar 
tais danos superficiais, as amostras são posicionadas no ânodo do sistema. 
(G. S. Cardoso et .al 2016) 
 
A sintetização por plasma neste trabalho apresentam diferentes 
reações, sendo as de maior relevância: 
1. Ionização, produzindo átomos e moléculas ionizadas; 
2. Dissociação, produzindo espécies atômicas e radicais a partir de 
moléculas; 
3. Excitação, produzindo átomos e moléculas excitadas; 
4. Relaxação, produzindo emissão de fótons devido ao decaimento 
de elétrons. 
5. Recombinação, processo inverso à ionização que produz átomos 
e moléculas não ionizados; Chapman (1980). 
. 
30 
 
 
O argônio foi escolhido como o gás de alimentação para a geração de 
plasma, uma vez que os gases inertes não resultaram na deformação dos 
substratos, em contraste com os gases oxidativos, como o oxigênio(Reinhold 
I. et al 2009) 
Os principais benefícios de fazer a sinterização com plasma para 
cerâmicas nanocristalinas nesse processo são que permite o emprego de 
temperaturas mais baixas de sinterização, reduzindo o tempo em comparação 
com a sinterização convencional, produzindo alta densificação com pequeno 
crescimento de grãos (TROMBINI et al., 2007). 
No trabalho “Bioceramics: spark plasma sintering (SPS) of calcium 
phosphates” (DROUET et al., 2006) confirma-se que a Hap pode ser 
sinterizada a baixas temperaturas no intervalo entre 850°C e 950°C, sem 
causar grandes alterações físicas, químicas e biológicas, e com um tempo 
reduzido de sinterização entre 5 a 10 minutos depois de estabilizar a 
temperatura. 
No método de sinterização por plasma se obtém uma redução da 
temperatura permitindo a diminuição do tamanho do grão, melhorando a 
resistência mecânica e aumentando a tenacidade e dureza de fratura, as quais 
foram melhoradas em 30% ao adicionar nano tubos de carbono, como foi 
demonstrado no trabalho (VELJOVIĆ et al., 2013). 
2.8 Hap scaffold 
 
Como definição, pode-se dizer que o scaffold é uma célula 
tridimensional sólida, que fornece suporte necessário para a fixação, 
proliferação, diferenciação e orientação celular para permitir o crescimento de 
tecidos semelhantes.(Silva et al., 2016) 
Os Scaffolds tridimensionais são construídos para suporte temporário 
substituição de células e tecido lesionado. Após implantar as células crescem, 
migram e proliferam sob a orientação de sua arquitetura. com isso, eles 
também permanecem aderidos e próximos aos tecidos circundantes durante 
a degradação graduais e formação de novos tecidos (SABIR, XU e LI, 2009; 
31 
 
HUTMACHER, 2001). 
Os Materiais sintéticos são uma escolha para a substituição em 
enxerto ósseos,para esta caraterística é essencial um tecido poroso para 
regeneração óssea 
,no caso da Hap deve ser altamente porosos com uma rede de poros 
interconectados. 
E de grande significância o tamanho do poros ,dependendo do tamanho do 
poro vao apresentar as caracteristicas e comportamento da Hap,para um 
crecismento bacteriano das celulas osseas e preciso 100-200 μm. Com poros 
de tamanho entre 75 μm o resultado do crescimento do tecido, semelhante ao 
osso não mineralizado. 
Com tamanhos entre 10-75 μm facilitam apenas inserção do tecido fibroso , o 
que suporta a sustentação mecânica das peças. (Fook et al., 2010) 
 
2.9 Regeneração de tecido ósseo 
 
É de grande importância na área médica a utilização de materiais para 
enxertos ósseos, para a recuperação de defeitos que possam ocorrer por 
traumas ou perdas ósseas. 
A capacidade do corpo de substituir células danificadas ou mortas e 
repará- las o tecido após a inflamação é fundamental para a sobrevivência. 
Atividade de proliferação de tecidos os tecidos de animais e humanos são 
divididos em três categorias: tecidos continuamente divididos ou tecido 
instável; tecido estático; tecido não dividido ou permanente (Unesp et al., 
2012) 
A Hap por sua excelente semelhança com a fase mineral e estrutura 
cristalina do osso, tem uma grande aceitação e está sendo desenvolvida por 
sua excelente osteocondutividade como scaffolds como uns principais 
elementos da medicina regenerativa.(Liu et al., 2015) 
As propriedades que deve ter um biomaterial para ter uma excelente 
integração com o organismo onde será implantado não deve desenvolver 
resposta inflamatória sustentada ou tóxica na sua implantação in vivo, O deve 
32 
 
ter um tempo de degradação permitindo a regeneração ou cura do local 
afeitado, precisa ter propriedades mecânicas adequadas para regenerar ou 
curar, não deve gerar toxicidade deve ser facilmente metabolizado pelo 
corpo.(Oliveira et al., 2010). A adesão celular e regeneração óssea foi 
estudado por Zhang et al. (2020a), onde a utilização de um nanocompósito de 
hidrogel de alta, que facilitou a adesão celular, a proliferação, a 
osteodiferenciação e o scaffolds de hidrogel, produziu uma aceleração da 
regeneração como uma nova formação ossea. 
E foi confirmado na segunda experiência por (Zhao et al., 2020b) que 
hidrogel a partir de montagem de supramolecular de nanohidroxiapatita, 
carbonato de sódio e acido poliacrilico, conserva sua biocompabilidade, 
bioatividade e osteocondutividade, mantendo suas propriedades mecânicas e 
podem ser usados como scaffolds para o defeito ósseo de tamanho crítico (6,0 
mm de diâmetro e 10,0 mm de profundidade). 
A propriedade dos materiais de regeneração óssea fabricados vá 
depender do tipo de ligante utilizado, da técnica de preparação empregada e 
da proporção da composição entre o mineral e o ligante (Kebede et al., 2018), 
O xerogel composto de hidroxiapatita-poli (dimetil acrilamida) (HAp – 
PDMAAm) razãoem peso de 0,17 do conteúdo de HAp pode resistir a uma 
tensão de tração de 30,2 MPa, enquanto 26,2 MPa foi observado no caso do 
composto ósseo de agarose, razão em peso de 0,5 do conteúdo de 
HAp.(KEBEDE et al., 2018) 
Na regeneração óssea a Hap devido a sua estrutura nanométrica e 
morfologia com excelentes propriedades químicas , biológicas em 
combinação com fios nanofios de Hap ultralonga as quais melhorou as 
propriedades mecânicas e hidrofilicidade e dos materiais com um aumento na 
célula adesão, proliferação e diferenciação osteogênica, o 10% de peso Hap 
/MXene as propriedades mecânicas foram ideais em quanto a fração em peso 
de Hap era de 0 a 30% beneficiou a melhoria biológica(Fu et al., 2020) . 
Adesão e proliferação pode ser comprovado por (Kim et al., 2018) na 
qual o scaffolds consistia em uma camada interna densa de HAp e uma 
camada externa de porosa de osso de bico de pato com excelente potencial 
33 
 
de scalffolds. 
. No tanto , os resultados indicam o grande potencial das membranas 
de bicamada PLGA / HAp / β-TCP (dos Santos et al., 2020a) na reconstrução 
óssea com perfil de degradação, morfologia, comportamento mecânico e 
capacidade regenerativa óssea adequados. 
Os fosfatos de cálcio são amplamente utilizados para incrementar a 
bioatividade e osteocondução ,membranas de de PLGA (lactic-coglycolicacid) 
com adições de Hap e β-TCP em razão de 60:40 melhorou o tamanho, 
propagação e migração osteoplástica nas membranas altamente porosas com 
taxa de degradação mais rápida e melhor comportamento osteoblástico.(dos 
Santos et al., 2020b). 
 
Membranas para regeneração óssea guiada representam recursos 
valiosos, evitando a infiltração de fibroblastos e auxiliando na reconstrução 
óssea anatômica. No entanto, as membranas disponíveis não têm capacidade 
regenerativa óssea, comportamento mecânico adequado, ou perfil de 
degradação adequado. Em conjunto, os resultados indicam o grande potencial 
das membranas de bicamada PLGA /HAp/ β-TCP na reconstitução óssea 
com perfil de degradação, morfologia, comportamento mecânico e 
capacidade regenerativa óssea adequados (Santos et al., 2020b). 
Foi demostrado por (Ying et al., 2019) que de Hap ultralongas de 100 
a 400 nm de largura , foram utilizadas como reforço em scaffolds que possui 
estrutura porosa, boa flexibilidade e elasticidade, sendo promissor para uso 
como material de reparo ósseo. Nas últimas décadas, o ácido hialurônico tem 
sido amplamente utilizado na regeneração óssea e atualmente é um popular 
tópico, particularmente nas áreas craniofacial e odontológica, onde existe 
agora uma grande demanda por regeneração óssea. Servindo como um 
scaffolds ácido hialurônico deve ser considerado uma ferramenta promissora 
na regeneração óssea, têm mostrado excelente potencial para melhorar a 
osteogênese e a mineralização. Além disso, em ordem para melhorar a 
osteogênese.(Zhai et al., 2020) 
A nanopartículas de hidroxiapatita incorporando citrato e zinco em sua 
34 
 
composição para um procedimento hidrotérmico de uma etapa, reduziu o 
tamanho 
das nanopartículas, essas descobertas permitirão que o projeto de novas 
nanopartículas biométricas de hidroxiapatita com grande potencial para 
regeneração óssea. (Fernandes et al., 2020). 
 
3 METODOLOGIA 
 
3.1 Materiais 
 
3.1.1 Síntese da Hap 
 
 
Para a obtenção de bionanocerâmica (Hap) os seguintes reagentes 
foram utilizados: 
• Nitrato de cálcio [Ca (NO3)2 4H2O] (Nitrato de Calcio P.A.marca 
Dinâmica) 
• Hidrogeno-ortofosfato de diamônio [(NH4)2HPO4] (Fosfato de Amônio 
P.A. marca Dinâmica) 
• Uréia [CO(NH2)2] (Uréia P.A. marca Alphatec) 
• Glicina (C2H5NO2) (Glicina P.A. marca Alphatec) 
• Ácido nítrico (HNO3) (marca Ciavicco P.A.A.C.S 70%) 
• Hidróxido de cálcio (Hidróxido de cálcio P.A. marca Maquira) 
 
 
3.2 Métodos 
 
3.2.1 Obtenção da Hap 
 
 
Os pós de Hap foram obtidos pela síntese de combustão. Todas as 
reações de combustão foram conduzidas em cadinhos metálicos com 
capacidade de 200ml.Os reagentes correspondentes à composição desejada 
da Hap [Ca10PO4)6(OH)2] foram colocados no cadinho, constituindo uma 
solução oxiredutora. Como combustível da reação foram utilizados uréia e 
glicina, em reações de batelada diferentes. 
A proporção de cada reagente foi calculada de acordo com a 
35 
 
metodologia proposta por Ghosh et al (2011). Na Figura 1 está apresentado 
um fluxograma ilustrativo da metodologia utilizada. 
 
 
Figura 1 :Fluxograma da metodologia de obtenção da Hap. 
 
Todos os reagentes utilizados para reação de combustão foram 
pesados em balança com precisão de quatro casas decimais: 
• Nitrato de cálcio: (Ca (NO3)24H2O): 64,23g 
• Fosfato de amônio dibásico [(NH4)2PHO4)]: 27,58 g 
• glicina (CaH5NO2) 10,66 g 
• uréia (CO(NH2)2): 12,82 g 
• Água destilada: 100 ml 
 
Tabela 1 Mistura do nitrato de cálcio Ca(NO3)24H2O com orto fosfato 
diamônio (NH4)2HPO4 e água sob agitação magnética . 
 
 
Ur eia como como combustível de re ação de combustão 
36 
 
tempo(m) Observações Estado Ph 
30 Inicio de agitação magnética Não transparente --- 
30 Adição de 5 ml de HNO3 5% Transparente 1.97 
30 Adição de 5 ml de HNO3 25% Transparente 1.47 
30 Adição de 5 ml de HNO3 50% Transparente 1.23 
30 Adição de 2,5 ml de HNO3 95% Transparente 0.98 
30 Adição de 2,5 ml de HNO3 100% Transparente 0.56 
5 
Adição de hidróxido de cálcio 
para estabilizar (1 g) 
Finalizada 1 
Glicina como como combustível de reação de combustão 
tempo(m) Observações Estado Ph 
30 inicio de agitação magnética Não transparente --- 
30 adição de 5 ml de HNO3 5% Transparente 1.74 
30 adição de 5 ml de HNO3 25% Transparente 1.52 
30 adição de 3 ml de HNO3 75% Transparente 1.19 
30 adição de 2,5 ml de HNO3 95% Transparente 0.89 
30 adição de 2,5 ml de HNO3 100% Transparente 0.71 
5 
adição de hidróxido de cálcio 
para estabilizar (1 g) 
Finalizada 1 
 
 
A mistura foi realizada por agitação magnética, adicionando-se HNO3 
em pequenas quantidades até a solução ficar transparente, em cada adição 
de HNO3 foi verificado o pH da solução. Em seguida transferiu-se a mistura do 
becker para o cadinho metálico e levou-se a mesma para uma resistência 
elétrica previamente aquecida para que a reação de combustão ocorresse de 
acordo com a metodologia proposta por Ghosh et al, 2011. As etapas da 
síntese estão ilustradas na Figura 2.
37 
 
 
Figura 2 Etapas da síntese da Hap: a) agitação magnética, b) solução transparente, c) 
ebulição da solução, d) começo da liberação de gases, e) começo da reação exotérmica, 
f) obtenção do Pó. 
 
 
Todos os pós obtidos foram peneirados malha 200 mesh para serem 
levados para as devidas caracterizações, o tempo de combustão para a 
glicina como combustível foi 1h06min e para a Uréia foi de 1h20min. 
 
3.2.2 Sinterização da Hap por plasma 
 
3.2.2.1 Sinterização da Hap 
 
O processo de sinterização para as amostras de Hap compactadas foi 
realizado por sinterização à plasma, utilizando uma corrente máxima de 0,9 A, 
com gás argônio à uma velocidade de 44,4 cm3/min, uma tensão de 940 volts, 
temperatura máxima atingida de 1050°C, e tempo total de sinterização de 120 
minutos, com uma pressão do reator 2,5x10-3 Bar. Para realizar a caracterização 
da Hap sinterizada, todas as amostras foram maceradas em grau e pistilo de 
ágata, conforme ilustrado na Figura 3, até ficarem na forma de pó novamente. 
38 
 
 
Figura 3 Preparação das amostras de Hap sinterizadas 
 
São apresentados nas Tabelas 2 e 3 os parâmetros utilizados na 
sinterização das amostras de Hap por plasma. Já a Figura 4 ilustra o momento 
da sinterização por plasma. 
 
Tabela 2: Parâmetros da sinterização das amostras de Hap sintetizadas com 
uréia como combustível. 
Amostras 
Comb Glic 
Tempo 
(Após 
estabilização) 
SINTERIZAÇAO POR PLASMA 
Tempo Gás T° 
A 60-90 min 30-45 min ARGÔNIO 800 °C 
B 60-90 min 30-45 min ARGÔNIO 1000 °CTabela 3: Parâmetros da sinterização das amostras de Hap sintetizadas com 
glicina como combustível. 
Amostras 
Comb ureia 
Tempo 
(Após estabilização) 
SINTERIZAÇAO POR PLASMA 
Tempo Gás T° 
A 60-70 min 30-45 min ARGÔNIO 800 °C 
B 60-70 min 30-45 min ARGÔNIO 1000°C 
 
39 
 
 
. 
3.2.3 Caracterização dos pós de Hap 
 
3.2.3.1 Difração de Raios-x (DRX) 
 
 
Foram feitas análises de DRX nas amostras de Hap obtida com glicina e 
uréia antes e após a sua sinterização. A análise de DRX foi conduzida no 
aparelho D2 Phaser Bruker, utilizando-se radiação Kα do cobre, tensão de 30 
kv, corrente de10 mA, varredura entre 10º a 80º e velocidade de varredura 
de 0,02º/seg. As análises foram realizadas no Laboratório de Materiais 
Multifuncionais e Experimentação Numérica (LAMMEN) da Escola de 
Ciências e Tecnologia (ECT) da UFRN. 
Ainda, utilizando-se o programa Hight Score procedeu-se com a análise 
mais refinada dos resultados de DRX em que foi possível calcular o tamanho 
do cristalito das amostras de Hap por meio da equação abaixo. 
 
 
 
Figura 4: Sinterização a plasma das amostras de Hap. a) reator de plasma, b) processo de 
sinterização das amostras e c) amostra de Hap sinterizada. 
40 
 
K= Constante de scherrer ( 0,91) 
λ = Comprimento de onda da radiação utilizando cobre (0,145056 nm) 
β= Largura a meia altura (FWHM) do pico da difração 
θ= Ângulo de Bragg 
 
3.2.3.2 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) 
 
As análises de microscopia eletrônica de varredura foram realizadas no 
equipamento da Marca HITACHI modelo Table top Microscope TM3000, 
operando com voltagem de 15 kv com filamento de tungstênio. As análises 
foram realizadas no Laboratório de Caracterização de Materiais do 
Departamento de Engenharia de Materiais (DEMat) do Centro de Tecnologia 
(CT) desta universidade. 
 
3.2.3.3 Distribuição Granulométrica (DG) 
 
Para a determinação da distribuição granulométrica das amostras de 
Hap foi utilizado um equipamento em que se mede a granulometria na faixa de 
0,3 nm a 8 µm no analisador de nanopartículas SZ-100 series (HORIBA 
Scientific). O SZ-100 utiliza a técnica de dispersão dinâmica da luz para 
determinar o tamanho das partículas. O espalhamento de luz dinâmica é a 
medição de flutuações na intensidade de luz dispersa com o tempo. A leitura 
ocorre através do movimento Browniano das partículas em um dispersante 
adequado. A análise foi realizada no Laboratório de Síntese de Materiais 
Cerâmicos (LABSMac) da Unidade Acadêmica de Engenharia de Materiais 
(UAEMa) da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). 
3.2.3.4 Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) 
 
Foram feitas análises de FTIR nas amostras de Hap. O ensaio foi 
realizado utilizando o aparelho Bruker Vertex 70, com varredura na faixa de 
400 – 4000 cm-1, resolução de 4 cm-1 e número de canais igual a 16. As 
análises foram realizadas no Laboratório de Materiais Multifuncionais e 
Experimentação Numérica (LAMMEN) da Escola de Ciências e Tecnologia 
(ECT) desta universidade. 
41 
 
 
 
3.2.3.5 Cálculo de tamanho de grão 
 
Para medir o tamanho de grãos obtidos no MEV, tendo a uréia como 
combustível com aglomerados formados por pequenos cristais de forma 
acircular e a glicina com formato fibroso (dendrítico), adotou-se a mesma 
metodologia, onde se utilizou uma amostra n=50, realizou-se 3 medições para 
cada grão e obteve-se uma média aritmética. 
Depois fez-se uma somatória de todas as médias aritméticas e se obteve 
a medida do tamanho do grão obtido, medidas realizadas com o programa 
imagemJ a qual coincidiu com as medida efeituadas com MEV/EDS. 
 
3.2.3.6 Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo 
 
Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo, com o 
objetivo de efetuar uma análise nanoestrutural, foram feitas nanografias 
utilizando um microscopio eletrônico de varredura com emissão de campo 
(MEV-FEG), modelo Zeiss Auriga 40. O intuito de se fazer essa análise foi 
para obter nanografias dos materiais formados, de modo que fosse possível 
saber se o método utilizado foi eficiente para a sinterização da Hap por 
Plasma, alem de observar as formas e tamanhos das partículas. 
 
3.2.3.7 Analises térmicas 
 
As análises térmicas foram realizadas em aparelho simultâneo 
SHIMADZU DTG 60 (UFPB). O ensaio ocorreu em atmosfera de ar sintético com 
fluxo de 50 ml min-1. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
4.1 Difratograma de Raios-X 
 
Os difratogramas de raios-x para a Hap obtida utilizando ureia como 
combustível estão representados na Figura 5. Os difratogramas foram 
comparados com a carta cristalográfica 01-089-6437 sistemas Hexagonal para 
Hap e carta cristalográfica 96- 151-7239 para Ca3(PO4)2 beta-tricalcium 
42 
 
Figura 5. Difractograma Hap obtida da reação de usando ureia como combustível. 
phosphate com um sistema Tetragonal. Complementarmente utilizou-se o 
programa High Score para a verificação de fases secundárias.Analisando os 
resultados contidos na Figura 5, podemos identificar diferentes picos 
característicos da Hap bem como a presença de outras fases. Observa-se que 
os principais picos da Hap se encontram entre 20º(θ) e 60º(θ). 
 
 
 
 
Destaca-se que estes picos também foram observados por Ghosh et al. 
(2011) quando estudou Síntese de pós de hidroxiapatita nanométrica por reação 
de combustão em solução sob diferentes rotas de síntese. Verifica-se ainda que 
entre os ângulos 20º(θ) e 45º(θ) uma maior concentração de picos referentes à 
fase principal da Hap e entre os ângulos 25º(θ) até 60º(θ) observa-se os picos 
referentes à segunda fase de fosfato de tricálcio Ca3(PO4)2, sendo 31,01 º(θ) a 
maior intensidade, e 34,34º(θ) outro pico com grande importancia na intensidade, 
com um sistema cristalino hexagonal. Desta forma, verifica-se que a Hap obtida 
por reação de combustão, utilizando a uréia como combustível, não apresentou-
se monofásica. Na Figura 6, encontra-se o difratograma de raios-x da amostra de 
Hap utilizando a glicina como combustível, o qual apresentou o mesmo perfil da 
amostra de Hap obtida com ureia. 
43 
 
 
 
 
 
Analisando-se o difratograma constata-se novamente na Figura 6 que 
a Hap obtida, com a glicina como combustível, não é monofásica por que 
apresentou outra fase identificada como Fosfato Tricálcio Ca3(PO4)2 (pico 
característicos em 22º(θ)), na zona entre 33º(θ) até 38º(θ) e de 50º(θ) a 53º(θ). 
O pico de maior intensidade em 33º(θ) carta cristalográfica 01-074-0566. A 
carta cristalográfica utilizada para as fase minoritária foi a de número 96-151-
7239 (Ca3(PO4)2) beta-tricalcium phosphate. Os picos encontrados em 
amostras de Hap utilizando glicina e ureia como combustível para a reação de 
combustão apresentam as mesma características e maiores intensidades 
encontradas nos ângulos 32°(θ) e 34°(θ), também observados por Ghosh et 
al. [9] (2011), no estudo da Síntese de pós de hidroxiapatita de tamanho nano 
por combustão em solução rota sob diferentes condições de reação. 
Procedeu-se ainda com o cálculo do tamanho de cristalito das amostras de 
Hap, calculado através do Programa Hight Score, tais resultados estão 
apresentados na Tabela 4. 
 
 
Tabela 4 Cálculo de tamanho médio de cristalito da HAp 
 
Amostra Tamanho médio de cristalito (nm) 
Hap ureia 32,52 
Hap glicina 45,54 
 
Figura 6 Difratograma da amostra de Hap obtida com glicina como combustível de reação 
44 
 
Analisando a Tabela 4, verifica-se que o tamanho de cristalito é 
influenciado pelo tipo de combustível utilizado na reação de combustão. A 
uréia promove mais liberação de gases, o que indica maior temperatura de 
reação e por isso menor o tamanho do cristalito, o efeito da temperatura foi 
comprovado em por SIMÕES et al. (2012). 
Os tamanho de cristalito das amostras estudadas os valores são menores 
que os obtidos por outras técnicas e estão em consonância aos valores 
reportados porGhosh et al. (2011) e inferiores a os parametros apresentados 
por Leite (2018). 
No difratograma de raios-x da Figura 7 verifica-se o resultado de DRX da 
amostra de Hap que foi sintetizada por reação de combustão utilizando a ureia 
como combustível e que posteriormente foi sinterizada por plasma. 
 
 
 
 
Figura 7: (a) Difractograma de raio-x sinterizado por plasma a 800 °C; (b) lista de 
picos do difractograma. 
Figura 8: Difratograma de raio-x utilizando a Glicina como combustivel, sinterizada a 800 0C. 
45 
 
Comparando com a carta cristalográfica 01-074-0566, observa-se que 
após a sinterização por plasma a amostra de Hap passou a ser bifásica, o 
principal pico cristalino se encontram no ângulo 32,8º(θ).sendo a maior 
intensidade. O pico principal representados por fosfato tricálcio Alfa na carta 
cristalográfica 01-070-0364 no ângulo 30,7(θ). Na figura 6 representa-se a 
sinterização usando a glicina como combustível. A sinterização apresentou as 
caracteristicas principais de Hap encontradas na literatura, sendo o segundo 
pico em intesidade de 33°(Ф) pertencente a fosfato beta tricálcico (β-TCP) 
para encontradas na carta cristalográfica 96-151-7239. Difratograma 
utilizando glicina como combustível, carbonizada a 800°C apresentou as 
principais características da Hap: 
 
 
 
 
 
Figura 9: Difratograma de carbonização com plasma utilizando-se a Glicina como 
combustivel de redução. 
Figura 10: Difratograma de Raio-x sinterizado por plasma a 1000°C com a uréia como 
combustivel. 
46 
 
O difractograma apresentou uma amostra bifásica com principais fases de 
Hap entre 2(Ө) 22,8° até 2(Ө)46°e sua maior intensidade em 2(Ө) 31,8° 
encontrada com a carta cristalográfica 01-089-6440, e fosfato beta tricálcico (β-
TCP) encontrado os principais picos em 2(Ө) 31,02° de maior intensidade e os 
ângulos 2(Ө) (27,79°;25,8°), encontrados na carta cristalográfica 96-151-7239. 
No difratograma de raio-x da Figura 8, observa-se o resultado de DRX da amostra 
de Hap que foi sintetizada por reação de combustão utilizando a glicina como 
combustível de reação e que posteriormente foi sinterizada por plasma. Essa 
amostra, apresentou-se como bifásica (carta cristalográfica 96-900-2214), 
apresentando os picos de maior intensidade entre 25º(θ) e 35º(θ), o pico mais 
intenso encontra em 31,15º(θ). 
 
De acordo com a literatura a presença de fosfato tricálcio como fase 
secundaria, se deve a decomposição do nitrato de cálcio e fosfato de amônio que 
ocorre na faixa entre 660ºC e 720ºC, observados também por Liodakis et al. 
(2007) e por Leite et al. (2018). Procedeu-se ainda com o cálculo do tamanho de 
cristalito das amostras de Hap sinterizadas por plasma, calculado através do 
Programa Hight Score, tais resultados estão apresentados na Tabela 5. 
 
 
Tabela 5: Cálculo de tamanho médio de cristalito da Hap sintetizada com plasma. 
 
Amostra T critalito (nm) 
A 800°C 
T cristalito 
(nm) a 1000°C 
Ureia 43,32 42,90 
Glicina 49,53 47,69 
 
Para calcular o tamanho médio de cristalito foram utilizadas as três 
maiores intensidades dos picos característicos da fase Hap. Analisando os 
resultados da Tabela 5, observa-se que as duas amostras de Hap sintetizadas 
com uréia e duas amostras Hap sinterizada com glicina, após a sinterização, 
apresentaram tamanho de cristalito para ureia e 43,32nm com carbonizado a 
8000C e 42,90 nm com carbonizado a 10000C e para Glicina 49,53 nm a 800oC e 
47,69 nm com 10000C , respectivamente. A liberação de gases e aumento da 
temperatura produz uma diminuição no tamanho do cristalito. Através da análise 
47 
 
global dos resultados de DRX (amostras com e sem a etapa de sinterização) 
observa-se que para as amostras de Hap que utilizaram a uréia e a glicina, e que 
não foram sinterizadas, possuem resultados semelhantes e que estas 
apresentaram-se com presença de outra fase, ou seja, não foi possível obter uma 
amostra de Hap por reação de combustão apenas. No entanto, após proceder-se 
com a sinterização das amostras de Hap por plasma, estas passaram a 
apresentar amostras bifasicas com Hap e fosfato de cálcio. Assim, destaca-se 
que não foi possível obter a Hap pura e sim a Hap namométrica por reação de 
combustão, após a sinterização por plasma. 
 
 
4.2 Microscopia Eletrônica de Varredura 
 
 
As imagens de microscopia eletrônica de varredura da Hap 
sintetizada com uréia e glicina como combustível estão apresentadas na 
Figura 11. Observa-se nas Figuras 11a e 11b que os pós da Hap sintetizadas 
com uréia como combustível, apresentam-se na forma de aglomerados e que 
tais aglomerados são formados por pequenos cristais de forma acicular, como 
pode ser observado mais facilmente na Figura 11b. Por sua vez, os pós de 
Hap obtidos utilizando-se como combustível a glicina é formado também por 
aglomerados, mas desta vez com um formato fibroso (dendrítico) como pode 
ser observado na Figura 11c e 11d. 
 
 
 
48 
 
 
Figura 11: Fotomicrografias das amostras de Hap. a) Hap que utilizou como combustível a uréia, aumento de 
5000x; b) Hap que utilizou como combustível a uréia, aumento de 7000x; c) Hap que utilizou como combustível a 
glicina, aumento de 5000x d) Hap que utilizou como combustível a glicina, aumento de 7000x. 
 
Observa-se que as partículas apresentaram as mesmas morfologias 
em forma de grãos, no entanto, no trabalho realizado por Ghosh et al. (2010) 
os quais apresentam formados por pequenos cristais de forma acicular para 
ambas amostras. Na Figura 12, estão as imagens de microscopia eletrônica 
de varredura da Hap sintetizada com uréia e glicina como combustível e que 
posteriormente foram sinterizada à plasma na temperatura de 800 °C . 
 
49 
 
 
. 
Analisando as imagens contidas na Figura 13 observa-se que ambas as 
amostras de Hap (as que foram sintetizadas com uréia e com glicina) após a 
sinterização à plasma apresentaram-se com a mesma morfologia, ou seja, na 
forma de partículas menores do que as partículas das mesmas amostras antes 
da sinterização, o qual é produzido pelo aumento de temperatura e liberação de 
gases permitindo particulas menores. Observa-se ainda que tais partículas 
apresentam-se mais concisas e homogêneas, evidenciando que após a 
sinterização à plasma os pós de Hap passaram a apresentar uma morfologia de 
difícil desaglomeração. Os tamanhos dos grãos são de aproximadamente 127,39 
nm (amostra sintetizada com uréia a 1000°C) e de 172,26 nm (amostra 
sintetizada com glicina 1000°C). Para a amostra após a sinterização com ureia a 
média do tamanho de partículas foi de 135,87 nm, e para as amostras com glicina 
o tamanho é de 148,559 nm. Deste modo, é evidente que a sinterização provocou 
a diminuição e a homogeneização dos aglomerados das duas amostras de Hap. 
Figura 12. Fotomicrográficas das amostras de Hap, utilizando como combustivel glicina (a;b) e (C;D) com ureia 
sinterizadas à plasma. a) aumento de 16000x; b) aumento de 30000x, c) aumento de 16000x; d) aumento de 30.000x. 
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Figura 13 : Fotomicrográficas das amostras de Hap após a sinterização à plasma na temperatura de 1000ºC. a) 
amostra de Hap que utilizou glicina, aumento de 16000x; b) amostra de Hap que utilizou glicina, aumento de 
30000x; c) amostra de Hap que utilizou ureia, aumento de 8000x; d) amostra de Hap que utilizou ureia , aumento 
de 16000x. 
As amostras sintetizadas com glicina e ureia apresentaram-se formadas 
por pequenas partículas de forma acicular para ambas as amostras, 
evidenciando um maior tamanho da partículas na glicina pelo fato de ter 
ocorrido nesta síntese uma combustão mais lenta, provocada pela menor 
temperatura de reação quando comparada com a amostra sintetizada com 
ureia. Destaca-se que o aumento de tamanho da partícula na sinterização por 
plasma se deve a fusão de partículas pelo aumento da temperatura até 1000º 
graus. 
Kawagoese et al. (2006) observou a mesma morfologia de aglomerados 
e com