Biocompatibilidade de stents vasculares de aço inoxidável 316L fabricados por moldagem por injeção de metal

7 de outubro de 2022

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Os stents vasculares são tubos ocos de malha metálica especialmente projetados que são inseridos em um vaso sanguíneo colapsado por meio de um cateter e sustentam permanentemente as paredes do vaso para evitar outro fechamento. É relatado que eles têm excelente efeito terapêutico e alta taxa de sucesso no tratamento de doenças arteriais coronarianas e periféricas.

Atualmente, os stents confeccionados por técnicas de trançado ou corte a laser ocupam a maior parte do mercado, mas essas técnicas apresentam certas desvantagens, como o alto custo do equipamento, altos custos de produção e propriedades geométricas pobres, como mais nós na superfície e maior metal área de superfície, o que pode aumentar significativamente o risco de trombose e taxa de reestenose após o implante do stent.

Estão sendo explorados processos de custo mais baixo, próximos ao formato líquido, para materiais de stents biodegradáveis, mas até o momento há poucos relatos sobre a produção de stents usando Moldagem por Injeção de Metal (MIM) (ver PIM International Vol. 6, No. 4, dezembro de 2012).

Mais recentemente, pesquisadores dos Departamentos de Cirurgia Vascular do Segundo Hospital Xiangya da Universidade Central Sul (Changsha) e do Departamento de Cirurgia Vascular do Hospital Fuwai (Pequim), em conjunto com o Laboratório Estatal Chave de Metalurgia do Pó e a Escola de A Engenharia Microeletrônica e de Materiais da Universidade de Ciência e Tecnologia de Guangxi (Liuzhou), todas com sede na China, tem estudado o uso de MIM para produzir andaimes de stent usando pó de aço inoxidável 316L.

Os stents MIM 316L foram implantados nas artérias ilíacas de cães adultos utilizando uma técnica padrão de angioplastia. Os parâmetros de processamento do MIM, as propriedades do stent, o status dos animais experimentais e a endotelização dos stents implantados foram investigados, e uma avaliação de biologia molecular foi realizada. Os resultados de sua investigação foram publicados no artigo: 'Biocompatibilidade de stents vasculares fabricados usando moldagem por injeção de metal em experimentos com animais', de Chang Shu, et al. na Sociedade de Transações de Metais Não Ferrosos da China, vol. 32, 2022, 569-580.

Os autores relataram que o pó de aço inoxidável 316L atomizado a gás utilizado neste estudo tinha tamanho de partícula D50 = 12,5 µm e que foi misturado com um ligante multicomponente composto por cera de parafina e polietileno de baixa densidade (PEBD). Para estudar o efeito das flutuações do teor de carbono nas propriedades mecânicas e de corrosão do aço inoxidável sinterizado MIM 316L, os autores adicionaram 0-0,4% em peso de grafite. Corpos de prova de tração moldados por injeção foram submetidos à desligação com solvente e desligação térmica seguida de sinterização a 1340°C e 0,1 Pa.

Os resultados dos testes de resistência à tração, alongamento e dureza das amostras sinterizadas 316L MIM com diferentes teores de carbono são mostrados na Fig. Verificou-se que o aumento do teor de carbono de 0,1% em peso para 0,30% em peso resultou em um aumento na resistência à tração de 480 para 585 MPa, que então diminuiu para 460 MPa com um teor de carbono de 0,35% em peso. A dureza da amostra sinterizada aumentou com o aumento do teor de carbono, enquanto o alongamento diminuiu, particularmente quando o carbono excedeu 0,30% em peso.

O teste de corrosão do aço inoxidável MIM 316L foi realizado em diferentes soluções (NaCl e HCl) (Fig. 1 (b)). Verificou-se que a resistência à corrosão diminui com o aumento do teor de carbono, particularmente na solução de NaCl, com a taxa de corrosão aumentando quando o teor de carbono excedeu 0,3% em peso. No entanto, a resistência à corrosão dos stents de aço inoxidável MIM 316L com teor de carbono abaixo de 0,2% em peso foi considerada aceitável.

Os autores afirmaram que o carbono se combina com o Cr para formar carboneto, o que degrada o teor de Cr na matriz do aço inoxidável 316L e, portanto, acelera a corrosão. Na solução de HCl, a taxa de corrosão é consideravelmente maior do que na solução de NaCl quando o teor de carbono não é superior a 0,2% em peso. Porém, além disso, a taxa de corrosão na solução de HCl é menor do que na solução de NaCl. Os autores planejam novas investigações para elucidar esse mecanismo. Eles também afirmaram que, como as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão do aço inoxidável 316L são extremamente sensíveis à flutuação no teor de carbono, isso precisa ser controlado com precisão para satisfazer os requisitos de desempenho dos stents vasculares MIM.