Metallic Biomedical Materials
Biomedical Technology: Challenges and Solutions for the Safety of Metallic Implants
Ricardo Luiz Perez Teixeira
Instituto de Engenharias Integradas da Universidade Federal de Itajubá, Itabira, MG, Brazil
Abstract: The utilization of metallic biomedical materials in prostheses and implants is widespread; however, they carry inherent risks to human health. For instance, stainless steel AISI 316L may provoke allergic reactions due to its nickel content. Efforts to mitigate this risk include studying the incorporation of nitrogen into the alloy, although its long-term safety warrants further evaluation. Hydroxyapatite, another implant material, poses a risk when coated on metallic biomaterials, potentially increasing the likelihood of clot and embolism formation. Consequently, selecting suitable materials for implants is a formidable challenge, prompting ongoing research to identify safer and more efficacious alternatives. The author of this blog is actively engaged in the field of metallic biomaterials, aiming to enhance the quality of life and foster technological advancement. Particular focus is placed on materials developed within Brazil, such as stainless steel AISI 316L, which hold the potential to propel national development and elevate the standard of human living. Serving as a professor in the Professional Master’s Program in Materials Engineering at the Federal University of Itajubá, the author advocates for the involvement of engineering professionals and those in related disciplines in metallic biomaterial research, offering guidance through their academic and scientific-technological endeavors. This work contributes to Brazil’s progress and the broader welfare of humanity.
Keywords: AISI 316L, biomaterial, metallic biomedical materials, titanium alloys
Article published on March 18, 2024:
Teixeira, R. L. P., & Silva, P. C. D. (2024). Advancing Metallic Biomaterials for Biomedical Implants: A Comprehensive Integrative Review. Revista De Gestão Social E Ambiental, 18(5), e05255. https://doi.org/10.24857/rgsa.v18n5-036
References (under development…):
Teixeira, R.L.P., de Lacerda, J.C., Florencio, K.C. et al. (2023). TRIP effect produced by cold rolling of austenitic stainless steel AISI 316L. J Mater Sci 58(2), 3334–3345. https://doi.org/10.1007/s10853-023-08235-7
Teixeira, R. L. P., de Lacerda, J. C., Nascimento, M. F. T., Brisola, G. S., & Florencio, K. C. (2023). Analysis of the impact of shot peening with glass microspheres on the fatigue resistance of AISI 316L. In IV Congresso Digital de Nanobiotecnologia e Bioengenharia, Brasília, DF. Anais do IV Congresso Digital de Nanobiotecnologia e Bioengenharia. Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. URL: https://www.embrapa.br/busca-de-eventos/-/evento/476237/iv-congresso-digital-de-nanobiotecnologia-e-bioengenharia
Nascimento, Matheus Felipe Teodoro, & TEIXEIRA, Ricardo Luiz Perez. (2023). Estudo do efeito TRIP do aço 316L induzido por conformação mecânica por laminação a frio e por jateamento com microesferas de vidro. Revista dos Trabalhos de Iniciação Científica, 2022. Doi: https://doi.org/10.29327/1307153.1-94
Florêncio, K. C. (2022). Estudo do efeito TRIP produzido pela laminação a frio do aço inoxidável austenítico AISI 316L e avaliação de seu uso como biomaterial (Dissertação de mestrado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais, Mestrado Profissional). Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, Brasil. URL: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3457
Teixeira, R. L. P., de Lacerda, J. C., Conceição, I. C., da Silva, S. N., Siqueira, G. O., & Moura Filho, F. (2021). The Effects of Niobium on the Bioactivity of Ni-Ti-Al-Nb Shape Memory Alloys. Archives of Metallurgy and Materials, 437-442. URL: https://www.imim.pl/files/archiwum/Vol2_2021/12.pdf
Marques, A. V. M., Carmo, K. M. D., Lage, W. C., Teixeira, R. L. P., Lacerda, J. C. D., Teixeira, C. H. S. B., & Shitsuka, R. (2020). Avaliação do efeito de deformação plástica na dureza, microestrutura e propriedades magnéticas de um aço inoxidável AISI 316L. Matéria (Rio de Janeiro), 25. URL: https://www.scielo.br/j/rmat/a/BMPfCmgcbyW97vTNMLD7GJG/?lang=pt
Conceição, I. C., & Teixeira, R. L. P. (2018). Produção de ligas de memória de forma com elemento ligante de nióbio. In Anais do III Congresso de Pesquisa, Extensão e Ensino da Unifei-Itabira [Proceedings of the 3rd Congress of Research, Extension, and Teaching of Unifei-Itabira], Universidade Federal de Itajubá, Itabira, MG.
Conceição, I. C., Dias, L. C. M., Filho, F. M., Teixeira, R. L. P., de Lacerda, J. C., & Silva, S. N. (2018). Produção de ligas de memória de forma com elemento ligante de nióbio. Em 23 Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais – CBECiMat.
Conceicao, I. C., Da Silva, S. N., & Teixeira, R. L. P. (2018). Análise da bioatividade da liga de Ni-Ti-Al e elemento ligante de nióbio produzida por fundição a plasma. In Anais do XX Congresso dos Estudantes de Ciência e Engenharia de Materiais do MERCOSUL [Proceedings of the 20th Congress of Materials Science and Engineering Students of MERCOSUR], São Carlos, SP, Brazil. Universidade Federal de São Carlos (UFSCar - Campus São Carlos) and University of São Paulo (USP – Campus I, São Carlos). (Vol. 1, pp. 1-2).
Conceição, I. C., Dias, L. C. M., Fernandes, A. M., Teixeira, R. L. P., Moura Filho, F., Hasegawa, H. L., & de Lacerda, J. C. (2017). PRODUÇÃO DE LIGAS DE MEMÓRIA DE FORMA DE Ni-Ti-Al COM ELEMENTO LIGANTE DE NIÓBIO-RESULTADOS PARCIAIS. The Journal of Engineering and Exact Sciences, 3(8), 1038-1050. URL: https://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/2399
Conceição, I. C., & Teixeira, R. L. P. (2017). Produção de ligas de memória de forma de Ni-Ti-Al com elemento ligante de nióbio. In Anais do II Congresso de Pesquisa, Extensão e Ensino da Unifei Campus de Itabira (p. 1-2). Itabira-MG: UNIFEI. ISBN: 978-85-69806-04-2. Recuperado de https://cpee.unifei.edu.br/anaisiicpeeisbn.pdf
Conceicao, I. C., Dias, L. C. M., Teixeira, R. L. P., Lacerda, J. C., Hasegawa, H. L., & Moura Filho, F. (2017). Produção de Ligas de Memória de Forma com Elemento Ligante de Nióbio. In Anais do XIX Congresso dos Estudantes de Ciência e Engenharia de Materiais do MERCOSUL (p. 1-3). Belo Horizonte, MG: Portal de Administração de Conferências, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais.
Teixeira, R. L. P., Godoy, G. C. D. D., & Pereira, M. D. M. (2004). Calcium phosphate formation on alkali-treated titanium alloy and stainless steel. Materials Research, 7, 299-303. URL: https://doi.org/10.1590/S1516-14392004000200013
Teixeira, R. L. P. (2003). Recobrimentos de fosfato de cálcio obtidos pelo método biomimético sobre os substratos aço inoxidável e liga de titânio (Dissertação de mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil. https://ppgem.eng.ufmg.br/diss_detalhes.php?aluno=546
Teixeira, R. L. P., Pereira, M. M., & Godoy, G. C. D. (2003). Surface Texture Evaluation of Alkaline Treated Stainless Steel and Titanium Alloy by Microscopy and Profilometry. In XIX Congresso da Sociedade Brasileira de Microscopia e Microanálise, Caxambú, Brazil, Acta Microscopica Supplement C, September 2003 (Vol. 12, pp. 43-44). Caracas: Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC).
Teixeira, R. L. P., & Pereira, M. M. (2002). Calcium Phosphate Formation on Alkali-Treated Titanium Alloy and Stainless Steel. In XV Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Natal, Brazil, 2002.
