Monografia - DEMAR - USP

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA
FERNANDO FREIRE GRABER
Empresas nacionais fabricantes de prótese ortopédica: matéria-prima e
processo de fabricação
Lorena
Ano 2009

FERNANDO FREIRE GRABER
Empresas nacionais fabricantes de prótese ortopédica: matéria-prima e
processo de fabricação
Trabalho de Graduação apresentado à
Escola de Engenharia de Lorena da
Universidade de São Paulo para
obtenção do título de Engenheiro de
Materiais.
Orientador: Prof a . Dra. Sandra Giacomin
Schneider
Lorena
Ano 2009

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AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS
DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Ficha Catalográfica
Elaborada pela Biblioteca Especializada em Engenharia de Materiais
EEL USP
Graber, Fernando Freire
Empresas nacionais fabricantes de prótese ortopédica:
matéria-prima e processo de fabricação. / Fernando Freire
Graber; orientador Sandra Giacomin Schneider. --Lorena,
2009.
71f. : il.
Trabalho apresentado como requisito parcial para
obtenção do grau de Engenheiro de Materiais – Escola de
Engenharia de Lorena - Universidade de São Paulo.
1. Artroplastia 2. Forjamento 3. Haste femoral 4.
Biomateriais I. Título.
CDU 61:62-4

A minha família,
aos meus amigos presentes durante o curso
e as pessoas necessitadas do uso de implantes ortopédicos,
Eu dedico este trabalho.

6
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pela possibilidade de uma nova conquista; a minha
orientadora sempre presente durante o andamento do trabalho; a minha família, que
sempre deu suporte para que eu conseguisse atingir meus objetivos na vida; aos
meus amigos, que apesar de seguirmos caminhos opostos nessa nova jornada da
vida, estarão sempre presentes no coração; a todas as empresas que forneceram
dados para elaboração deste trabalho; a todas as pessoas que contribuem para a
melhoria da qualidade de vida das pessoas.

“No dia em que nascer,
e na mente eu nada venha a criar
pode esperar que nem os olhos abrirei...”
Mércia Freire

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RESUMO
GRABER, F. F.. Empresas nacionais fabricantes de prótese ortopédica:
matéria-prima e processo de fabricação. 2009. f 71. Monografia (Trabalho de
Graduação em Engenharia de Materiais) – Escola de Engenharia de Lorena,
Universidade de São Paulo, Lorena, 2009.
As pesquisas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) têm
demonstrado um aumento considerável na longevidade dos brasileiros como
conseqüência da melhora na qualidade de vida promovida pelos avanços
tecnológicos e científicos alcançados na medicina moderna. Extima-se que em 2050
o Brasil terá três vezes mais idosos que atualmente. Dessa forma, doenças
relacionadas com a idade como a osteoporose tem obrigado o governo a investir
quantias consideráveis em próteses ortopédicas. Aliado a isso, temos o fato de que
o Brasil ocupa o 4° lugar em termos de acidentes de tran sito, sendo que 26,4% das
vítimas apresentam traumas ortopédicos. A seleção do material mais adequado para
a confecção de uma prótese deve considerar aspectos físicos e biológicos além do
custo. A matéria prima mais indicada para a fabricação próteses permanentes são
importadas e caras. Este fato gera uma disparidade no preço das próteses, com as
importadas a um custo de cerca de US$ 4,5 mil, enquanto as de aço inoxidável
saem por US$ 600. Considera-se que seja por essa razão para o fato de que os
produtos fabricados Brasil sejam, em sua maioria, de aço inoxidável (316L). No
Brasil a comercialização de implantes possui legislação específica para registro junto
à Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA, num processo declaratório da
competência por parte da empresa interessada condicionado à certificação das
empresas para as Boas Práticas de Fabricação (BPF). Este trabalho teve como
objetivo levantar dados de empresas nacionais fabricantes de próteses para
reposição total de quadril quanto ao material empregado, ao processo de fabricação
e pesquisa para utilização de novas tecnologias de processamento e de materiais,
mais especificamente relacionados às hastes femorais. Foram encontradas nove
empresas fabricantes da haste femoral e todas utilizam como processo o forjamento
a quente. O principal comprador nacional é o Sistema Único de Saúde (SUS) e o
material mais utilizado é o aço inoxidável. Não foi possível encontrar uma política de
desenvolvimento de novos processos e materiais por parte das empresas. O setor
de pesquisa e desenvolvimento existente nas empresas prioriza melhorias no
processo existente.
Palavras-chave: Artroplastia, forjamento, haste femoral, biomateriais.

ABSTRACT
GRABER, F. F. Domestic manufacturer of orthopedic prostheses: raw materials
and manufacturing processs. 2009. f 71. Monograph (Undergraduate Work in
Materials Engineering) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São
Paulo, Lorena, 2009r.
The Institute of Geography and Statistics (IBGE) have shown a considerable
increase in the longevity of Brazilians as a result of improved quality of life promoted
by the scientific and technological advances made in modern medicine. Forcast that
in 2050 Brazil will have three times older than today. Thus, diseases related to age
and osteoporosis has forced the government to invest considerable sums in
orthopedic prostheses. Allied to this, we have the fact that Brazil ranks 4th in terms of
car accidents, and 26.4% of victims have orthopedic trauma. Selecting the best
material for making a prosthesis should consider physical and biological aspects
beyond the cost. The raw material most suitable for making permanent dentures are
imported and expensive. This fact creates a disparity in the price of the prosthesis,
with imported at a cost of about $ 4.5 thousand, while the stainless steel out for $
600. It is considered that that is the reason for the fact that Brazil are manufactured
goods, mostly of stainless steel (316L). In Brazil, the marketing of implants have
specific legislation for registration with the National Health Surveillance Agency -
ANVISA, a process declaratory of jurisdiction by the company concerned subject to
the approval of companies for Good Manufacturing Practices (GMP). This study
aimed to collect data of domestic manufacturers of prostheses for total hip
replacement on the material used, the manufacturing process and search for new
processing technologies and materials, more specifically related to femoral stems.
We have found nine manufacturers of the femoral stem and all use the process as
hot forging. The main buyer is the National Health System (SUS) and the most
common material used is stainless steel. Could not find a policy for developing new
materials and processes by firms. The industry research and development in existing
companies prioritize improvements in the existing process.
Keywords: Arthroplasty, forging, femoral stems, biomaterials.

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO................................................................................ 12
2 REVISÃO DA LITERATURA........................................................... 17
2.1 Histórico do Uso de Implantes.................................................. 17
2.2 Artroplastia Total de Quadril..................................................... 20
2.2.1 Tipos de prótese.................................................................... 21
2.2.2 Implicações cirúrgicas ........................................................... 21
2.3 Processos de Fabricação ......................................................... 24
2.3.1 Fundição ............................................................................... 24
2.3.2 Forjamento ............................................................................ 27
2.3.3 Usinagem.............................................................................. 36
2.3.4 Tecnologia do Pó .................................................................. 44
3 MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................. 54
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................... 56
5 CONCLUSÕES .............................................................................. 59
REFERÊNCIAS.................................................................................... 62
Anexo 1 – Compilação dos dados obtidos por meio eletrônico e/ou telefone .. 64
Anexo 2 – Impressão das informações eletrônicas..................................... 69

12
1 INTRODUÇÃO
O emprego de metais e ligas metálicas como uso em biomateriais só tornouse
possível depois do desenvolvimento de um procedimento asséptico cirúrgico
(desenvolvido por Lister por volta do ano de 1860), do aperfeiçoamento da
anestesia, da reposição do sangue e do fluido humanos perdidos [1]. Antes disso, os
procedimentos cirúrgicos sempre causavam infecção nos pacientes, o que também
inviabilizava o uso das próteses. Além disso, o ramo da engenharia de materiais não
estava desenvolvido e não se conheciam materiais metálicos com adequadas
propriedades de resistência mecânica e estabilidade química disponíveis para
confecção de implantes ortopédicos. Alguns metais nobres, como o ouro, eram
dúcteis não oferecendo a resistência necessária. As ligas ferrosas disponíveis, além
do cobre, zinco e alumínio, não apresentavam estabilidade química adequada,
produzindo substâncias tóxicas por oxidação dos metais em contato com fluidos do
corpo humano [2].
Os primeiros procedimentos utilizando biomateriais foram introduzidos por
volta de 1900 e consistiam apenas em dispositivos para a fixação das fraturas, os
quais estavam sujeitos a falhas devido a utilização de materiais inadequados e ainda
ausência de tecnologia adequada para a fabricação [2].
O grande passo dado para o avanço tecnológico no uso dos biomateriais só
veio em meados da segunda guerra mundial, pois a corrida para o desenvolvimento
de tecnologia gerou o aparecimento de várias ligas e processos que passaram a ser
utilizado na fabricação de próteses.
No entanto, o primeiro desafio foi a busca por materiais inertes, ou seja,
aqueles que não interagem com o meio biológico, não provocando reações
inflamatórias ou infecciosas no local da implantação[3]. Dentro dessa classificação
encontram-se os metais puros (ouro, titânio e platina), ligas metálicas (Ti-6Al-4V, Co-
Cr-Mo, Co-Cr-Ni; Pt-Rh), cerâmicas (alumina, porcelanas, carbono vítreo, grafite
pirolítico), termoplásticos (polietileno, polipropileno, polimetilmetacrilato),
elastômeros (silicones) e os materiais compósitos (dimetacrilato e quartzo).

13
Mais tarde, pesquisadores introduziram o princípio da bioatividade, ou seja, a
capacidade que alguns materiais possuem de provocar a ligação com tecidos vivos,
sem formar a camada fibrosa que os separa do tecido. O novo conceito deu origem
a mais uma classe de biomateriais: os materiais bioativos como, por exemplo:
hidroxiapatita, fluorapatita, tricalciofosfato (reabsorvíveis); biovidros e hidroxiapatita
de altíssima densidade (não reabsorvíveis) [4].
Uma pesquisa publicada em 2000, na revista “Minas Faz Ciência”, pela Prof.ª
Marivalda Magalhães, informou que só no trânsito cerca de 500 mil pessoas eram
mortas por ano em todo o mundo e que, de acordo com o Ministério dos
Transportes, 15 milhões ficavam feridas ou inválidas. Para continuarem levando uma
vida normal muitas dessas pessoas dependiam de implantes em uma ou várias
partes do corpo. Também fazem parte desse grupo as vítimas de acidentes de
trabalho ou na prática esportiva, e as que sofrem de doenças degenerativas, como a
osteoporose [5].
Diversos autores também alertam para os problemas osteoarticulares,
relacionados principalmente com o envelhecimento da população mundial. Estimase
que as fraturas de colo de fêmur (devido à osteoporose) passarão de cerca de
1,7 milhão (em 1990) para mais de 6 milhões em 2050 [6]. Essa população, se não
convenientemente tratada, demandará intervenção cirúrgica para colocação de
implantes ortopédicos. Dessa forma, fica claro que também será necessário investir
em prevenção.
A crescente melhora dos métodos cirúrgicos e dos materiais para implante é
devida à cooperação entre os centros de pesquisas das mais variadas áreas como a
ciência dos materiais, informática, medicina, projeto e metrologia dentre outras [7].
A Figura 1, retirada da ASM-International, ilustra as diversas partes
reconstituídas por implantes de biomateriais de modo a prolongar e aumentar a
qualidade de vida das pessoas [7].

14
Figura 1 – Diferentes aplicações para implantes [7].
Em diversas situações, os biomateriais podem ser úteis na substituição ou na
reconstituição de algumas partes do corpo, entretanto, nem sempre o organismo
aceita os materiais implantados, e isto é um fato que atormenta os médicos e faz
muitos pacientes voltarem à mesa de cirurgia [8].
Atualmente são usados mais de 40 itens para reconstituição e substituição de
componentes do corpo humano e de acordo com a ANVISA, em 2004 os gastos do
SUS com ortopedia totalizaram cerca de 60 milhões e reais, com 6.337 itens
fornecidos por 39 empresas e os preços dessa lista variando entre R$ 3,17 e R$
48.000,00. Somente o procedimento de artroplastia total de quadril gerou - no âmbito
do SUS - quase 10 mil internações e um gasto total de quase R$ 30 milhões para a
compra de próteses, valor esse correspondente a 38% do gasto com implantes
ortopédicos. Somado a isso, houve - somente em 2004 - cerca de 1500 cirurgias de
revisão, responsáveis por um gasto adicional de quase R$ 7 milhões em próteses.
Esses números não refletem a demanda real por tais serviços, uma vez que, a
perspectiva de vida do brasileiro vem aumentando ano a ano, passando de 71,3

15
anos em 2003 para 71,7 anos em 2004. Com o aumento continuado da longevidade
do brasileiro, haverá necessidade de se ampliar a oferta desta tecnologia [8].
A Figura 2 apresenta detalhes sobre uma artroplastia total de quadril [9].
Figura 2 – Artroplastia total de quadril: (a) esquemático (b) radiografia de caso real
[9].
Os maiores problemas encontrados na substituição total de quadril são a
infecção, deslocamento, ruptura ou perda da prótese; perda de massa óssea e
fratura óssea nas proximidades do implante; fragmentação do cimento ósseo e/ou
desgaste do componente de polietileno da prótese, além da elevação da
concentração de íons metálicos no sangue. Algumas dessas complicações são
consequências diretas do material empregado.
A maior parte dos estudos corresponde à avaliação da prótese do tipo
Charnley, desenvolvida na década de 60, com haste femoral em aço inoxidável e
acetábulo em polietileno que foi classificada como "padrão ouro" para a artroplastia
de quadril. Este sistema ainda é bastante empregado até os dias de hoje e

16
apresentou de bons a excelentes desfechos clínicos. Contudo, na opinião de
diversos pesquisadores e clínicos, o desgaste do componente acetabular polimérico
tem sido considerado a principal falha das próteses empregadas [8].
O estudo realizado por Chohfi at all (1997) diz que a idade e as características
dos pacientes influenciam na escolha das próteses. Dependendo desses fatores,
temos três combinações para os implantes: a primeira sugere que para uma
expectativa de vida de 5 a 15 anos e atividade moderada, a combinação
metal/polietileno seria o mais indicado; para uma expectativa de vida de 10 a 20
anos e atividade normal, a combinação seria cerâmica/polietileno; e acima de 20
anos de expectativa de vida e grande atividade, o ideal seria a combinação
metal/metal ou, eventualmente, cerâmica/cerâmica [10]. Exemplos desses pares são
apresentados na Figura 3.
Figura 3 – Exemplos de implantes para artroplastia total de quadril: (a)
metal/polímero; (b) cerâmica/polímero e (c) meta/metal.
O objetivo deste trabalho é traçar um perfil tecnológico no país na área de
implantes para artroplastia total de quadril com base no levantamento dos processos
de fabricação, das normas e regulamentação.
Para uma melhor compreensão deste assunto serão apresentados maiores
detalhamentos com relação à haste femoral, principal foco do estudo.

17
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Histórico do Uso de Implantes
Devido à natureza degenerativa da artrite, os cirurgiões tentam há mais de um
século tratar esta doença debilitante, de modo que muitas pessoas necessitam de
cirurgia para aliviar a dor terrível e manter suas juntas móveis. As tentativas iniciais
para tratar artrites de quadris incluíam artrodese (fusão), osteotomia, a divisão do
nervo, e desbridamentos. O objetivo no início era remover esporões, depósitos de
cálcio e cartilagem irregular numa tentativa de suavizar as superfícies da junta. Na
verdade houve uma grande procura de algum material que poderia ser utilizado para
consertar ou até mesmo substituir o quadril. Várias propostas e ensaios foram feitos,
incluindo o uso de músculos, gordura, bexiga de porco, ouro, magnésio e zinco,
porém todos fracassaram. Cirurgiões e cientistas foram incapazes de encontrar um
material que fosse biocompatível com o corpo e ainda suficientemente forte para
resistir às forças aplicadas no quadril [12].
Em 1925, um cirurgião em Boston, Massachusetts, M.N. Smith-Petersen, MD,
moldou um pedaço de vidro na forma de um hemisfério oco que poderia caber sobre
a esfera da articulação do quadril e proporcionar uma nova superfície lisa para o
movimento, porém, mesmo provando ser biocompatível, o vidro não poderia suportar
o esforço da caminhada e rapidamente fracassou. Persistente, ele procurou outros
materiais para sua "artroplastia de molde", incluindo plástico e aço inoxidável. A
indústria naval utilizava o aço inoxidável para resistir à corrosão nos oceanos e,
levando em conta a resistência à corrosão por fluidos corporais, a aplicação do aço
inoxidável na cirurgia pareceu natural [12].
A melhoria drástica foi feita em 1936 quando os cientistas fabricaram uma liga
de cromo cobalto, que foi quase imediatamente aplicada à ortopedia. Esta nova liga
tinha boas propriedades mecânicas e ao mesmo tempo muita resistência à corrosão
fazendo com que continuasse a ser empregada em várias próteses desde aquela
época. Embora este novo metal provasse ser um grande sucesso, a técnica de

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"resurfacing" ainda não era muito adequada. Tornou-se claro que o alívio da dor não
foi tão previsível como o esperado, e o movimento do quadril permaneceu limitado
para muitos pacientes. Artroplastia de molde também não permitia aos cirurgiões
tratarem as numerosas e variadas deformidades de artrite do quadril. A busca por
diferentes tipos de próteses continuou [12].
Frederick R. Thompson, de Nova York, e Austin T. Moore, da Carolina do Sul,
desenvolveram, separadamente, substituições totais da esfera do quadril que
poderiam ser usadas para tratar fraturas de quadril e também alguns casos de
artrite. Este tipo de substituição da anca, chamado hemiartroplastia, apenas
abordava o problema da cabeça femoral artrítica. O acetábulo doente (encaixe do
quadril) não era substituído. A prótese era constituída de uma haste de metal
colocada na cavidade óssea do fêmur, conectada em uma peça com uma esfera de
metal que se encaixava no soquete do quadril. Apesar de muito popular nos anos
50, os resultados permaneceram imprevisíveis e a destruição do soquete persistiu;
além disso, não havia nenhum método verdadeiramente eficaz para assegurar o uso
do componente no osso, com isso, um grande número de pacientes desenvolveu dor
por causa deste afrouxamento do implante. O resultado desejado ainda não fora
alcançado [12].
Em 1938, o Dr. Jean Judet e seu irmão, o Dr. Robert Judet, ambos de Paris,
tentaram usar um material acrílico em substituição da superfície da anca. Este
acrílico possuía uma superfície lisa, mas, infelizmente, tendia a se soltar. A idéia foi
levar o Dr. J. Edward Haboush do Hospital para Doenças Articulares de Nova York,
a utilizar uma cola rápida de uso odontológico para realmente colar a prótese ao
osso. Uma nova fase de técnicas de fixação havia começado [12].
Na Inglaterra, um cirurgião muito inovador, John Charnley, também estava
tentando resolver estes problemas e algumas de suas idéias eram tão ousadas e
criativas que ele era seriamente questionado por muitos de seus colegas. Ele foi
mandado para um sanatório isolado para tuberculosos convertido em um hospital
improvisado. Este centro de Wrightington, Manchester, Inglaterra, tornou-se um
manancial de conhecimentos para o tratamento cirúrgico da artrite. Charnley
agressivamente perseguia métodos eficazes de substituir tanto a cabeça femoral
como o acetábulo do quadril. Em 1958, substituiu um soquete danificado por artrite

19
por um implante de teflon. Ele esperava que isto permitisse uma superfície lisa
comum para articular com o metal. Quando o teflon não atingiu este objetivo, ele
passou a tentar de polietileno que funcionou devidamente bem. A fim de obter a
fixação desta peça de polietileno bem como o implante femoral ao osso, Charnley
emprestou polimetilmetacrilado dos dentistas. Esta substância, conhecida como
cimento ósseo, foi misturada durante a operação e em seguida utilizada como forte
agente de reboco para prender firmemente a articulação artificial ao osso.
Verdadeiramente este era o nascimento da "artroplastia total do quadril" [12].
Em 1961, Charnley estava realizando regularmente a cirurgia com bons
resultados. Ele ainda melhorou as técnicas e os desenhos dos componentes.
Milhares de pessoas foram aliviados com êxito da dor no quadril e os resultados a
longo prazo tornaram-se previsíveis. A Rainha da Inglaterra o condecorou por sua
imensa contribuição. Ele agora era conhecido como Sir John Charnley [12].
Desde então, muitos cirurgiões especializados melhoraram suas técnicas a
partir dos conceitos que começaram no centro da Inglaterra. Métodos de fixação e
técnicas reais de cimentação passaram a ser significativamente melhores.
Refinamentos no desenho da prótese da articulação do quadril tem evoluído de
forma mais clara. Hoje, mais de 100.000 cirurgias são realizadas anualmente nos
Estados Unidos, utilizando os princípios de uma artroplastia de baixa fricção com um
soquete de polietileno e uma prótese femoral de metal [12].
Nos últimos dez anos tem havido um esforço considerável de investigação na
tentativa de ainda melhorar os métodos de fixação. Ocasionalmente verificou-se que
a fixação por cimento degradava com o tempo, assim, implantes com superfícies
texturizadas que permitem ao osso crescer dentro delas têm sido desenvolvidos.
Estes implantes foram testados em animais e agora estão sendo utilizados em seres
humanos. Os resultados destas articulações não cimentados são muito promissores
quando elas são utilizadas nas circunstâncias corretas [12].
Dr. Bertin ajudou a projetar e desenvolver novas próteses totais do quadril e
instrumentos para uso em cirurgia. Estas inovações melhoraram a recuperação do
paciente, a função e resultados em longo prazo. Algumas dessas melhorias foram

20
patenteadas e são utilizadas por muitos outros cirurgiões nos Estados Unidos e ao
redor do mundo [12].
2.2 Artroplastia Total de Quadril
Artroplastia ou Prótese Total do Quadril se caracteriza pela substituição ou
troca da articulação do quadril. Esta cirurgia foi idealizada por ortopedistas para
restabelecer a função da articulação coxo-femoral já que muitos fatores acometem
esta articulação, sendo que os mais importantes são: Artrose de Quadril (Figura 4) e
Fraturas do Colo do Fêmur [13].
Figura 4 – Representação esquemática de um quadril [11].
As primeiras próteses idealizadas foram confeccionadas com materiais que
tinham pouca biocompatibilidade, entre eles podemos citar o ouro, acrílico, vidro,
baquelite, etc. As próteses atuais são feitas de materiais totalmente bio compatíveis,
e os mais empregados são: polietileno de alta densidade, cromo-cobalto, titânio,
polimetilmetacrilato [13].
Existem vários tipos de prótese de quadril. A indicação de usar uma ou outra
prótese depende da idade do paciente, do tipo de doença, da qualidade do osso e
da experiência do cirurgião [13].

21
2.2.1 Tipos de prótese
Prótese cimentada. A prótese cimentada é aquela em que usa-se cimento
ósseo para fixar o componente acetabular na bacia e a parte femoral no fêmur
sendo que a mais utilizada é a prótese de Charnley. O acetábulo é confeccionado
com polietileno de alta densidade (tipo especial de plástico) e a parte femoral é feita
de liga metálica. Normalmente esta prótese é usada em pacientes idosos [13].
Prótese não-cimentada. A prótese não-cimentada é aquela em que suas
partes (acetábulo e componente femoral) são fixadas diretamente na superfície
óssea, sem a utilização de cimento. Este tipo é indicado para pessoas mais jovens,
com boa qualidade óssea [13].
Prótese Híbrida. Na prótese híbrida, o componente acetabular é fixado à
bacia através de parafusos, sendo o componente femoral fixado com cimento ao
fêmur. É usada em pacientes com até 75 anos de idade [13].
Prótese Cefálica uni-polar e bi-polar. As próteses uni e bi-polares são
utilizadas em pacientes idosos, com fratura do colo do fêmur e que necessitam sair
do leito o mais precocemente possível [13].
Endo-prótese. As endo-próteses são utilizadas para a substituição de
grandes segmentos ósseos, como no caso de um tumor que comprometa a parte
superior do fêmur [13].
Prótese em Copa. As próteses em copa estão em desuso, sendo utilizadas
eventualmente em pacientes com fratura de acetábulo em péssimas condições de
saúde, pois uma prótese total necessita de maior tempo cirúrgico e anestésico,
dificilmente suportado por esse tipo de paciente[13].
2.2.2 Implicações cirúrgicas
Normalmente, a cirurgia de artroplastia de quadril pode ser considerada bem
sucedida pois as complicações são raras. A complicação mais temível‚ é uma
infecção, porém, a possibilidade que ela ocorra em um quadril que nunca foi
operado antes é de menos de 1%. A infecção pode ser causada por bactérias que

22
entram no quadril no momento da operação, por isso, algumas precauções são
tomadas no momento da cirurgia além de ser invevitável o uso de antibióticos
durante o período de internação hospitalar. Caso o paciente que foi submetido a
uma artroplastia total do quadril tiver uma infecção bacteriana em qualquer parte do
corpo, ela deverá ser tratada rapidamente para evitar riscos maiores [13].
A perda da fixação da prótese é a principal complicação a longo prazo e a
durabilidade da mesma é determinada por três fatores:
• A habilidade do cirurgião: se a operação é bem feita evitando-se todos
os riscos de infecção, seguindo todos os procedimentos cirúrgicos, se o médico é
experiente e se a reabilitação do pós-operatório for cuidadosamente feita, o implante
irá durar mais.
• O esforço que a prótese será submetida: isto dependerá da atividade
que o paciente exercer depois da operação. Exercícios vigorosos como correr ou
levantar objetos pesados podem causar grandes esforços na operação e acabar
soltando a prótese ao decorrer do tempo. Pessoas com excesso de peso podem
causar problemas na prótese mesmo em atividades normais.
• Estado ósseo do paciente: às vezes osteoporose, deformidades, ou
cirurgias prévias podem comprometer a qualidade da fixação da prótese ao osso.
A cirurgia da artroplastia total do quadril é um procedimento realizado com
grande apuro técnico, com variadas opções de material cirúrgico que trazem
gratificante alívio das dores e a incapacidade dos pacientes de se locomoverem [13].
Luxações também podem ocorrer, porém em poucos casos. Elas significam
que a esfera metálica da cabeça da prótese sai de dentro da cavidade do acetábulo.
Esta esfera fica presa dentro do acetábulo, pois existe uma força dos músculos do
quadril que a seguram assim, pacientes com os músculos enfraquecidos estão mais
sujeitos a que isso ocorra. Durante as primeiras semanas após a operação, antes
que se forme uma cicatrização firme no local, o paciente está mais sujeito a luxação.
Nesta fase, certas posições do quadril devem ser evitadas e estas vão ser indicadas
pelo cirurgião e os fisioterapeutas, que já estão familiarizados com este tipo de
operação, vão ensiná-lo como deixar seu quadril em segurança. Caso ocorra uma

23
luxação da prótese, geralmente ela é recolocada no lugar simplesmente puxando o
membro inferior, porém ocasionalmente pode ser necessária uma cirurgia para
recolocá-la em sua posição correta [13].
Uma outra observação a se colocar durante a cirurgia é o cuidado com as
lesões dos nervos. Os nervos que estão em risco de serem comprometidos durante
a cirurgia da artroplastia do quadril são: o nervo glúteo superior, obturador, femoral e
ciático.
Em ocasiões raras, pode haver fratura do fêmur durante a operação ou por
traumatismos sofridos algum tempo depois além de poder ocorrer desgaste do
polímero da prótese após anos de uso [13].
O paciente deve ter consciência que o quadril operado não é igual ao quadril
normal, apesar de alguns pacientes sentirem-se absolutamente normais. O alívio da
dor e a qualidade da artroplastia são determinados em parte pelo tipo de problema
que o paciente tem. É pouco comum que haja algum tipo de dor após a operação
que não possa ser explicada [13].
Uma outra complicação clínica muito freqüente é a formação de coágulos nas
veias da perna, o que pode causar um tromboembolismo. Ocasionalmente, os
coágulos podem mover-se pela circulação até os pulmões e causar preocupações
maiores. A possibilidade de risco de vida é de uma em várias centenas de
operações por isso, algumas medidas são tomadas para evitar os coágulos, como
por exemplo, iniciar exercícios logo após a cirurgia e usar meias para varizes por
algum tempo além de algumas vezes ser necessária a administração de alguns
medicamentos para prevenir tais complicações [13].
Outras complicações ainda menos freqüentes podem ocorrer, já que uma
cirurgia de grande porte como uma artroplastia sempre envolve riscos, mas o
paciente deve ter em mente que a possibilidade de ter qualquer problema mais sério
é muito pequena se forem tomados todos os cuidados.

24
2.3 Processos de Fabricação
O desenvolvimento de novos processos de fabricação e aperfeiçoamento dos
mesmos vem crescendo durante os anos devido à corrida por novas tecnologias
pelo avanço do mercado mundial. Porém, processos básicos como fundição e
forjamento ainda são amplamente usados com a mesma técnica de muitos anos
atrás.
Para abordar o tema proposto nesse trabalho serão apresentados conceitos
teóricos de técnicas utilizadas na fabricação das hastes femorais, empregadas
atualmente, bem como alguns processos que encontram-se em estudo, na esfera
mundial:
• Fundição
• Forjamento
• Usinagem
• Metalurgia do Pó
2.3.1 Fundição
Fundição é um processo de fabricação onde um metal ou liga metálica, no
estado líquido, é vazado em um molde com formato e medidas correspondentes aos
da peça a ser produzida [14]. A peça produzida por fundição pode ter as formas e
dimensões definitivas ou não, por isso, em muitos casos após o processo, a peça é
usinada para serem feitos ajustes dimensionais ou mesmo conformada
mecanicamente (por exemplo, por forjamento), para que as formas e dimensões
finais sejam obtidas. A Figura 5 ilustra o processo de vazamento de metal no estado
líquido em um molde.

25
Figura 5 – Vazamento do metal líquido em um processo de fundição [11].
Em muitos casos, os processos de fundição apresentam algumas vantagens
em relação a outros tipos de processos de fabricação, como no caso da produção de
peças muito grandes. Por outro lado, as propriedades mecânicas de peças fundidas
geralmente são inferiores às propriedades de peças conformadas mecanicamente.
Além disso, durante o processo de solidificação pode haver formação de porosidade
[14].
Alguns dos fatores que devem ser considerados para se escolher
adequadamente o processo de fabricação são:
• Quantidade de peças a produzir.
• Tolerâncias requeridas.
• Grau de complexidade.
• Especificação do metal.
• Acabamento superficial desejado.
• Custo do ferramental.

26
• Comparativo econômico entre usinagem e fundição.
Algumas considerações importantes devem ser feitas com respeito ao
escoamento do metal líquido na cavidade do molde, o qual é influenciado pela
temperatura de vazamento, taxa de resfriamento, fluidez, existência de turbulência,
contração de solidificação, transferência de calor no molde, características do lingote
(ou molde), que dependem do processo de fundição. A Figura 6 ilustra a
solidificação de um metal com a nucleação heterogênea junto a parede do molde.
Normalmente a estrutura de solidificação é dendrítica [14].
Figura 6 - Solidificação de metal junto à parede do molde (a) e o avanço da
interface sólido/líquido (b e c) [14].
Um metal apresenta uma temperatura de fusão bem definida, isto é, ele inicia
e termina o processo de solidificação em uma temperatura bem determinada. Já as
ligas apresentam uma temperatura onde se inicia o processo de solidificação e uma
temperatura onde termina esse processo. Dentro da faixa de temperaturas em que
ocorre a solidificação para uma liga existe sempre uma mistura de sólido e líquido. A
temperatura de vazamento dever ser estar sempre acima da temperatura onde
existem 100% de líquido (superaquecimento). O vazamento, no caso de ligas, dentro
de uma faixa de temperaturas onde se tem sólido e líquido prejudica o
preenchimento completo do molde [14].
A taxa de resfriamento tem efeito no desenvolvimento da estrutura do fundido,
como mostra a Figura 7.

27
Figura 7 - Ilustração esquemática de frentes de solidificação (a) dendrítica colunar,
(b) dendrítica equiaxial e (c) equiaxial [14]
A maioria dos metais comercialmente utilizados apresenta contração durante
o processo de solidificação. Isso deve ser levado em conta na fabricação do molde.
Para compensar essa contração existe no projeto do molde a adição de um
massalote. Esse massalote é a última parte a se solidificar e concentra a contração
de solidificação. O massalote é retirado da peça após a solidificação e
desmoldagem, sendo sucateado. A Figura 8 ilustra o fenômeno de contração [14].
Figura 8 - Ilustração esquemática do fenômeno de contração durante a solidificação
[14].
2.3.2 Forjamento
Forjamento é o processo de fabricação no qual um tarugo de metal é
deformado dentro das mais variadas formas geométricas e com grandes
deformações plásticas. Este processo de fabricação está dividido em dois grandes
grupos: forjamento a frio e forjamento a quente [15].

28
Estas classificações provem da temperatura na qual o processo ocorre. No
processo de forjamento a quente, a temperatura deve estar acima da faixa
correspondente à temperatura de recuperação e recristalização do metal a ser
forjado já o forjamento a frio, o processo é realizado abaixo da temperatura de
recristalização do material.
No processo de forjamento a frio pode-se encontrar algumas vantagens em
relação ao processo a quente como, por exemplo: melhores propriedades
mecânicas da peça, melhor qualidade superficial, menor custo de operação. Assim
pode-se notar que esta tecnologia atinge os interesses de empresas que buscam
redução de custos dos processos.
Comparadas com as peças fundidas, as peças forjadas podem receber
dimensões menores devido a sua maior resistência mecânica. Nas peças forjadas
as fibras são orientadas, os grãos se apresentam com uma estrutura mais fina, as
porosidades inexistem, desta forma estas peças apresentam uma resistência
mecânica superior às peças fundidas ou mesmo usinadas [15].
De um modo geral, todos os materiais conformáveis podem ser forjados. Os
mais utilizados para a produção de peças forjadas são os aços (comuns e ligados,
aços estruturais, aços para cementação e para beneficiamento, aços inoxidáveis
ferríticos e austeníticos, aços ferramenta), ligas de alumínio, de cobre
(especialmente os latões), de magnésio, de níquel (inclusive as chamadas
superligas, como Waspaloy, Astraloy, Inconel, Udimet 700, etc., empregadas
principalmente na indústria aeroespacial) e de titânio [17].
O material de partida é geralmente fundido ou, mais comumente, laminado -
condição esta que é preferível, por apresentar uma microestrutura mais homogênea.
Peças forjadas em matriz, com peso não superior a 2 ou 3 kg, são normalmente
produzidas a partir de barras laminadas já as de maior peso são forjadas a partir de
tarugos ou palanquilhas, quase sempre também laminados, e cortados previamente
no tamanho adequado. Peças delgadas, como chaves de boca, alicates, tesouras,
tenazes, facas, instrumentos cirúrgicos, etc., podem ser forjadas a partir de recortes
de chapas laminadas [17].

29
Apesar das vantagens do forjamento a frio, a maioria das operações de forja é
realizada a quente. Usam-se duas classes básicas de equipamentos para a
operação de forja: o martelo de forjar que aplica golpes de impacto rápidos sobre a
superfície do metal; e as prensas de forjar que submetem o metal a uma força
compressiva aplicada relativamente de uma forma lenta [15].
De uma forma genérica pode-se dividir o forjamento em:
2.3.2.1 Forjamento em matriz aberta (forjamento livre)
Forjamento em matriz aberta consiste em conformar por pressão com
ferramentas que se movimentam umas contra as outras e que não contêm a forma
da peça ou somente a contêm em parte [16]. Ele é realizado entre matrizes planas
ou de formas muito simples, conforme exemplificado na Figura 9. Freqüentemente, o
forjamento livre é usado para preparar a forma da peça (esboço) para o forjamento
em matriz [18].
Figura 9 – Esquema do processo de forjamento em matriz aberta [18].
A moldagem livre é apropriada para a confecção de peças de tamanhos
diversos, que devem receber formas simples e lisas com superfícies planas ou
uniformemente redondas [16].
Geralmente, o processo de forjamento livre é utilizado para fabricar peças de
tamanhos grandes, com forma relativamente simples (como por exemplo, eixos de
navios e de turbinas, ganchos, correntes, âncoras, alavancas, excêntricos,
ferramentas agrícolas, etc.) e também para pré-conformar peças que serão
submetidas posteriormente a operações de forjamento mais complexas [17].

30
2.3.2.2 - Forjamento em matriz fechada
O forjamento em matriz usa blocos de matriz cuidadosamente usinados para
produzir peças forjadas com tolerâncias dimensionais bastante precisas.
Normalmente, para justificar a utilização dessas matrizes relativamente caras, esse
processo é usado para taxas de produção altas. A Figura 10 mostra as etapas
envolvidas na fabricação de uma biela automotiva.
Figura 10 - Etapas envolvidas na fabricação de uma biela automotiva. As cavidades
1 e 2 realizam o desbaste e a expansão, a cavidade 3 realiza o forjamento bruto” e
as cavidades 4 e 5 o acabamento e a rebarbação, respectivamente.
Em geral, no forjamento em matriz o tarugo é primeiro desbastado e
esquadrinhado para ajustar o metal nas posições corretas na matriz para o
forjamento subseqüente. O tarugo pré-moldado é então colocado na cavidade da
matriz de forja em bruto para atingir uma forma próxima à desejada. A maior parte
da mudança da forma ocorre quase sempre nessa etapa. Em seguida a peça é
transferida para uma matriz de acabamento, onde é forjada para a forma e
dimensões finais [16].

31
Nos casos em que a deformação ocorre dentro de uma cavidade totalmente
fechada, sem zona de escape, é fundamental a precisão na quantidade fornecida de
material: uma quantidade insuficiente implica falta de enchimento da cavidade e
falha no volume da peça já um excesso de material, causa sobrecarga no
ferramental com probabilidade de danos ao mesmo e ao maquinário [17].
Dada a dificuldade de dimensionar a quantidade exata fornecida de material,
é mais comum empregar um pequeno excesso. As matrizes são providas de uma
zona oca especial para recolher o material excedente ao término do preenchimento
da cavidade principal. O material excedente forma uma faixa estreita (rebarba) em
torno da peça forjada. A rebarba exige uma operação posterior de rebarbação para
remoção [17].
A rebarba atua como uma "válvula de segurança" para o excesso de metal na
cavidade da matriz. Ela atua como um regulador de escape do metal, portanto uma
rebarba muito fina aumenta muito a resistência de escoamento do sistema de
maneira que a pressão sobe para valores bem altos, assegurando que o metal
preencha todos os espaços da cavidade da matriz. O segredo do projeto da rebarba
é ajustar de tal forma as suas dimensões de maneira que a extrusão do metal
através da abertura estreita para a rebarba seja mais difícil do que preencher os
detalhes mais intrincados da matriz. Porém, isso não deve ser feito em excesso para
não só criar altas cargas de forjamento, como também evitar problemas com a
deformação ou quebra da matriz. O ideal é projetar a rebarba ao mínimo necessário
à realização do trabalho [16].
Normalmente a cavidade de forja em bruto e a cavidade de acabamento são
usinadas no mesmo bloco de matriz. Com freqüência, são feitos o desbaste e a
expansão do metal nos extremos do bloco da matriz [17].
Em forja com matrizes fechadas é extremamente difícil produzir componentes
com filetes muito agudos. almas finas e frisos ou arestas muito altas. Além disso, as
matrizes de forja devem ser afuniladas para facilitar a remoção das peças acabadas.
Este ângulo de saída varia 5°a 7° para superfícies inte rnas e de 7° a 8° para
superfícies externas [16].

32
A matriz de forjamento é normalmente fabricada com blocos de aço
ferramenta para trabalho a quente. As cavidades no bloco são produzidas por meio
de usinagem, normalmente envolvendo a eletro erosão, por isso seu elevado custo
[18].
Em geral, cada matriz possui diversas cavidades. As primeiras têm a função
de desbastar e expandir a barra formando um esboço. Em seguida, este é forjado na
cavidade de “forja em bruto” para atingir uma forma próxima à desejada, sendo que
a maior parte da deformação ocorre nesta etapa. Depois, a peça é transferida à
matriz de acabamento, onde atinge as dimensões finais e ocorre o corte da rebarba,
conforme ilustra a figura [18].
2.3.2.3 - Equipamentos para forjamento
Basicamente existem dois tipos de equipamentos utilizados no forjamento que
são os martelos (que deformam o material através de golpes rápidos de impactos na
superfície do metal) e as prensas (que submetem o metal a compressão a uma
velocidade relativamente baixa). Alguns exemplos de tipos de equipamentos são:
Prensas de fuso. São constituídas de um par porca/parafuso, com a rotação
do fuso, a massa superior se desloca, podendo estar fixada no próprio fuso ou então
fixada à porca que neste caso deve ser móvel, dando origem a dois subtipos de
prensas: as de fuso móvel e as de porca móvel [16]. Ligado ao fuso há um disco de
grande dimensão que funciona como disco de inércia, acumulando energia que é
dissipada na descida. O acionamento das prensas de fuso pode ser de três tipos:
através de discos de fricção, por acoplamento direto de motor elétrico e acionado
por engrenagens [16]. A Figura 11 mostra uma prensa de fuso.

33
Figura 11 – Foto de uma prensa de fuso [11].
Prensas excêntricas ou mecânicas. Depois do martelo de forja, a prensa
mecânica é o equipamento mais comumente utilizado. Pode ser constituído de um
par biela/manivela, para transformar um movimento de rotação, em um movimento
linear recíproco da massa superior da prensa [16].
Para melhorar a rigidez deste tipo de prensa algumas variações do modelo
biela/manivela foram propostos assim nasceram as prensas excêntricas com cunha
e as prensas excêntricas com tesoura [16].
Prensas excêntricas com cunha e com tesoura que tem a finalidade de serem
mais rígidas que uma prensa excêntrica convencional [16].
O curso do martelo neste tipo de prensa é menor que nos martelos de
forjamento e nas prensas hidráulicas. O máximo de carga é obtido quando a massa
superior está a aproximadamente 3 mm acima da posição neutra central. São
encontradas prensas mecânicas de 300 a 12.000 toneladas. A pancada de uma
prensa é mais uma aplicação de carga crescente do que realmente um impacto. Por
isto as matrizes sofrem menos e podem ser menos maciças. Porem o custo inicial de
uma prensa mecânica é maior que de um martelo [16].

34
Prensas hidráulicas. As prensas hidráulicas são máquinas limitadas na
carga, na qual a prensa hidráulica move um pistão num cilindro. A principal
característica é que a carga total de pressão é transmitida em qualquer ponto do
curso do pistão. Essa característica faz com que as prensas hidráulicas sejam
particularmente adequadas para operações de forja do tipo de extrusão. A
velocidade do pistão pode ser controlada e mesmo variada durante o seu curso. A
prensa hidráulica é uma máquina de velocidade baixa, o que resulta em tempos
longos de contato com a peça que pode levar a problemas com a perda de calor da
peça a ser trabalhada e com a deterioração da matriz. Por outro lado. a prensagem
lenta de uma prensa hidráulica resulta em forjamento de pequenas tolerâncias
dimensionais. As prensas hidráulicas são disponíveis numa faixa de 500 a 18.000
toneladas, já tendo sido construídas, também, prensas hidráulicas de 50.000
toneladas. O custo inicial de uma prensa hidráulica é maior do que o de uma prensa
mecânica da mesma capacidade. São disponíveis na literatura técnica fatores para
conversão entre a capacidade das prensas e dos martelos de forja [16].
Martelo. A peça mais comumente usada dos equipamentos de forja é o
martelo de forja. Os dois tipos básicos de martelo são: martelo de queda livre com
prancha e o martelo de duplo efeito. No martelo de queda com prancha, a matriz
superior e a massa cadente são elevadas por rolos de atrito engrenados à prancha,
correntes ou outros mecanismos. Quando a prancha é liberada, a massa cadente cai
sob a influência da gravidade para produzir a energia da pancada. A prancha é
imediatamente elevada para nova pancada. O forjamento com um martelo é
normalmente feito com pancadas repetidas. Os martelos podem atingir entre 60 e
150 pancadas por minuto dependendo do tamanho e capacidade. A energia suprida
pelas pancadas é igual à energia potencial devido ao peso da massa cadente e da
altura de queda. Os martelos de queda são classificados pelo peso da massa
cadente. Entretanto, uma vez que o martelo é uma máquina limitada
energeticamente, no qual a deformação se processa até que a energia cinética é
dissipada pela deformação plástica da peça de trabalho ou pela deformação elástica
das matrizes e da máquina, é mais correto classificar essas máquinas em termos da
energia transmitida [16].

35
Uma capacidade maior de forja é atingida com um martelo de duplo efeito no
qual o martelo é acelerado no seu curso descendente por pressão de vapor ou ar
comprimido em adição à gravidade. O vapor ou ar comprimido podem também
serem usados para elevar o martelo no seu curso ascendente. Nos martelos de
queda o choque produzido pela queda da massa é transmitido para toda a estrutura
da máquina, bem como para as fundações. O que é um grande transtorno [16].
Para amenizar este fato foram desenvolvidos os martelos de contragolpe, em
que a chabota se movimenta ao mesmo tempo em que a massa superior
encontrando-se ambas no meio do percurso. Desta forma a reação do choque
praticamente inexiste e não é transmitida para a estrutura da máquina e fundações
[16].
Dada a configuração deste tipo de martelo temos como desvantagens:
• maior desalinhamento entre as partes superior e inferior da matriz;
• a força de forjamento deve estar localizada no meio da matriz para
evitar grandes atritos entre as massas e as guias;
• não é possível manipular a peça durante o movimento do martelo
• maiores despesas de manutenção
Uma característica comum aos martelos é que em função do forjamento ser
feito por meio de golpes, o martelo adquire grande flexibilidade, pois enquanto as
prensas são limitadas em termos de força (só podem ser aplicadas se a força
requerida for menor que a disponível), nos martelos esta limitação não existe uma
vez que o martelo aplicará golpes sucessivos até que a conformação desejada se
processe. Desta forma os martelos são mais indicados para o uso com matrizes de
múltiplas cavidades em que em um único bloco existem as cavidades para préconformação
e conformação final [16].
Outro aspecto relativo aos martelos é que estes requerem em média 400%
mais energia, que as prensas, para executar a mesma deformação [16].

36
Partindo-se do desenho da peça usinada deve-se incorporar algumas
alterações para que seja possível o seu forjamento. Estas alterações são:
• previsão de sobre metal para usinagem;
• previsão de ângulos de saída para as superfícies que forem paralelas a
direção de forjamento;
• previsão de raios de concordância para os cantos;
2.3.3 Usinagem
2.3.3.1 Definição de usinagem
Segundo a norma DIN 8580, o processo de usinagem aplica-se a todos os
processos de fabricação onde ocorre a remoção de material sob a forma de cavaco.
Os processos de fabricação por remoção de material são comumente
conhecidos como processos de usinagem, os quais são apresentados na Figura 12,
e são normalmente considerados secundários porque têm como material de partida
os materiais previamente obtidos por processos primários (fundição, conformação,
etc.). Dificilmente ocorre a presença isolada de um ou outro destes processos na
fabricação de peças ou componentes. Por ser considerado um processo secundário,
a usinagem normalmente atua como processo complementar em relação aos
demais processos, como por exemplo, no acabamento do produto final. [19].
Figura 12 - Alguns processos de fabricação por remoção (usinagem) [19].

37
Em relação a outros processos por deformação plástica, onde não a perda de
material, a usinagem ocorre uma remoção de massa de material dependendo da
forma final do produto. Este material pode sair em forma de partículas ou cavacos de
acordo com os processos de usinagem utilizados.
A principal vantagem dos processos de usinagem com relação aos demais
processos é a possibilidade de obtenção dos mais diversificados e complexos perfis
de peças, com dimensões e tolerâncias bastante estreitas. Contudo, alguns
inconvenientes podem ser destacados:
• Grande perda da matéria inicial em forma de cavaco se comparado
com os processos de deformação, onde as perdas são muito menores;
• Desgaste das ferramentas utilizadas no processo, resultado da ação
tribológica que ocorre no contato entre o par ferramenta / peça durante o trabalho;
• Devido à natureza da usinagem, que promove a conformação da peça
por meio da ação cisalhante de ferramentas de corte ou simplesmente promove a
remoção do volume excedente sem redistribuir o material, as fibras ou a orientação
da estrutura dos materiais são quebradas ou descontinuadas durante o processo, o
que pode comprometer em parte as propriedades do componente, dependendo da
direção em que o mesmo vai ser solicitado em serviço [19].
Por esse motivo, no caso de componentes ou peças que terão aplicações de
grande responsabilidade, procura-se optar por processos de conformação ou
deformação plástica (forjamento, por exemplo), os quais normalmente possibilitam
melhores propriedades mecânicas no componente acabado; reservando-se a
usinagem somente para o necessário [19].
Falar em necessário não quer dizer que utilizar a usinagem seja inviável.
Processos de usinagem são amplamente utilizados durante pelo menos alguma
etapa da fabricação de um produto metálico como, por exemplo, no acabamento,
onde é necessário tirar a matéria prima sobressalente causada por um processo de
conformação (como o forjamento) para chegar a forma final da peca.

38
Segundo Trent apud Evangelista [20], durante a década de 1980
aproximadamente 10% de toda a produção de metais era transformada em cavaco.
Já a estimativa para o final da década de 90 era que os gastos anuais dos Estados
Unidos com usinagem fosse algo em torno de US$ 250 bilhões [20].
Existe uma extensa variedade de processos de usinagem de que se pode
fazer uso, dependendo da geometria da peça a usinar, da geometria final que se
deseja obter e do grau de acabamento e tolerâncias especificadas no projeto. Estes
(processos de usinagem) podem ser classificados basicamente em dois grandes
grupos: os convencionais e os não convencionais [19].
Os processos convencionais englobam aqueles que se utilizam ferramentas
cortantes ou abrasivas, enquanto que os não convencionais incluem processos
químicos, térmicos, eletroquímicos, eletro térmicos e mesmo mecânicos [19].
Três processos podem ser considerados básicos na usinagem e que dão
origem aos outros processos encontrados. A Figura 13 apresenta estes 3 processos
universais são: torneamento, fresamento e furação.
Figura 13 - Figura esquemática representativa dos processos “universais” de
usinagem [19].

39
Torneamento: consiste num processo onde um sólido cilíndrico bruto é
transformado retirando-se cavaco de sua periferia com a finalidade de se obter um
objeto com formas definidas e com precisão. Neste processo a peça gira em torno
do eixo principal da máquina e a ferramenta desloca-se numa trajetória no mesmo
plano do referido eixo. O torneamento é normalmente executado com ferramenta
mono cortante podendo também ser executado com ferramentas com múltiplo fio de
corte e até com brocas, alargadores e fresas [21]. A Figura 14 mostra uma
ferramenta em trabalho com o sentido de rotação da peça e o deslocamento da
ferramenta.
Figura 14 – Figura representando o processo de torneamento [21].
Fresamento: esta operação consiste em remover cavaco de um material com
a finalidade de construir superfícies planas ou com uma determinada forma. Neste
processo, utiliza-se uma ferramenta chamada fresa que consiste numa ferramenta
provida de dentes cortantes paralelos a superfície a ser usinada. Por meio do
movimento combinado entre a rotação da ferramenta e o deslocamento da peça são
produzidas superfícies variadas [22]. A ferramenta gira no sentido horário, seus
dentes retiram o cavaco da superfície da peça que se desloca no sentido do
movimento do avanço como mostrado na Figura 15.

40
Figura 15 – Figura representando o processo de fresamento [22].
Furação: é um dos processos de usinagem mais utilizados na indústria
manufatureira. Consiste na abertura de um furo cilíndrico numa peça, através de
uma ferramenta chamada furadeira por meio de uma broca, fazendo com que seja
removido todo o material compreendido no volume do furo final, na forma de cavaco.
Em cada um dos processos, utilizam-se ferramentas diferenciadas que irão
auxiliar na efetiva consolidação do processo. Então, podem-se ter equipamentos
como tornos, fresadoras, furadeiras, retificadoras, etc., utilizando ferramentas como
pastilhas intercambiáveis, fresas, brocas, rebolos e outras.
2.3.3.2 Mecanismos de corte / usinagem
Para qualquer tipo de ferramenta, seja ela manual ou para utilização em
máquinas, o corte do material ocorre sempre pelo que se pode chamar de “princípio
fundamental”; um dos mais antigos e elementares que existe é “a cunha” [19].
A característica mais importante da cunha é o seu ângulo de gume (ß).
Quanto menor for o ângulo do gume, mais aguda será a ferramenta, e maior
facilidade ela terá para penetrar no material. Em contrapartida, a resistência
mecânica da aresta cortante de uma ferramenta excessivamente aguda é menor, e a
mesma pode ser levada ao colapso prematuro caso as pressões envolvidas na
execução do corte sejam elevadas [19]. A Figura 16 ilustra os princípios básicos do
corte de materiais.

41
Figura 16 - Esquema ilustrativo do princípio básico do corte de materiais.
O estudo do mecanismo de formação do cavaco é de fundamental
importância para um melhor entendimento dos fenômenos envolvidos no processo
de usinagem [19].
A teoria da plasticidade atribuída à formação dos cavacos, não permite
explicar satisfatoriamente os fenômenos observados, uma vez que as velocidades e
deformações são muito grandes se comparadas com aquelas tratadas na teoria da
plasticidade [19].
Em geral, no corte de “metais” a formação do cavaco em condições normais
de trabalho com ferramenta de metal duro ou aço rápido, se processa da seguinte
forma: durante a usinagem, devido à penetração da ferramenta na peça, uma
pequena porção de material é recalcada contra a superfície de saída da ferramenta,
ou então, o material recalcado sofre uma deformação plástica, a qual aumenta
progressivamente, até que as tensões de cisalhamento se tornem suficientemente
grandes, de modo a se iniciar um deslizamento (sem que haja com isso uma perda
de coesão) entre a porção de material recalcada e a peça. Este deslizamento se
realiza segundo os planos de cisalhamento dos cristais da porção do material
recalcada. Durante a usinagem estes planos instantâneos irão definir certa região
entre a peça e o cavaco. Estes planos são simplesmente os de cisalhamento. Este
plano é tomado quando possível paralelo aos planos de cisalhamento dos cristais
desta região, e é definido pelo ângulo de cisalhamento Φ, conforme mostra Figura
17 [19].

42
Figura 17 - Representação esquemática do plano de cisalhamento [19].
Em seguida, continuando a penetração da ferramenta em relação à peça,
haverá uma ruptura parcial ou completa na região de cisalhamento, dependendo
naturalmente da ductilidade do material e das condições de usinagem. Para os
materiais altamente deformáveis, a ruptura se realiza somente nas imediações da
aresta cortante e o cavaco originado é denominado de cavaco contínuo (para os
materiais frágeis se origina o cavaco de cisalhamento ou de ruptura) [19].
Prosseguindo, devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a peça,
inicia-se um escorregamento da porção de material deformado e cisalhado (cavaco)
sobre a superfície de saída da ferramenta. Enquanto tal ocorre, uma nova porção de
material (imediatamente adjacente à porção anterior) está se formando e cisalhando.
Esta nova porção irá também escorregar sobre a superfície de saída da ferramenta,
repetindo novamente o fenômeno [19].
De acordo com o demonstrado, conclui-se que a formação do cavaco em
condições normais de trabalho é um fenômeno periódico, inclusive a formação do
cavaco contínuo. Tem-se alternadamente uma fase de recalque e uma fase de
escorregamento, para cada pequena porção de material removido [19].

43
O mecanismo de formação do cavaco é de compreensão mais fácil e mais
acessível quando se considera o corte ortogonal (Figura 18) com formação contínua
do cavaco. A formação do cavaco no corte ortogonal é considerada um fenômeno
bidirecional, o qual se realiza em um plano normal à aresta cortante, isto é, no plano
de trabalho. Esta simplificação não altera, porém, a essência do fenômeno, pois as
conclusões aí obtidas são aplicáveis ao corte tridimensional (Figura 18), que ocorre
na maioria das aplicações [19].
Figura 18 - Esquema ilustrativo representativo dos tipos de corte. a) corte ortogonal.
b) corte tridimensional [19]
No estudo do corte ortogonal admitem-se algumas considerações para
simplificação do processo analítico tais como: a formação do cavaco é lamelar,
contínuo e sem formação de aresta postiça; não existe contato entre a superfície de
folga da ferramenta e a peça usinada; e a espessura de corte e a velocidade de
corte é constante com o tempo, dentre outras [19].
O estudo do corte ortogonal permite a dedução de uma série de relações e
cálculos que podem ser bastante úteis para um perfeito entendimento do processo,
entre elas: relações geométricas, relações cinemáticas, cálculo do grau de recalque,
cálculo do ângulo de cisalhamento, etc. [19].
2.3.3.3 Aplicações de usinagem
O processo de usinagem, como foi mostrado, tem inúmeras aplicações em
metais. Ele pode ser utilizado tanto na confecção de peças com geometrias variadas
e complexas como em processo secundário de conformação, por exemplo, seu uso
para o acabamento de peças forjadas. Dependendo do material em questão, não é
aplicável o uso da usinagem para obtenção do produto final pois há grande perda de
matéria prima em forma de cavaco, que apesar de poder ser reutilizada, ainda

44
fornece um gasto excessivo ao processo. Na Figura 19, está demonstrado algumas
peças feitas por usinagem.
Figura 19 – Exemplos de peças feitas pelo processo de usinagem [11]
2.3.4 Tecnologia do Pó
A tecnologia do pó é um processo de fabricação de peças metálicas, não
metálicas e cerâmicas, que vem se desenvolvendo numa taxa cada vez mais
crescente. Trata-se de uma técnica de fabricação que permite a produção de peças
com formas definitivas ou praticamente definitivas dentro de tolerâncias bastante
apertadas. Caracteriza-se, também, pela fabricação e obtenção de peças em
grandes quantidades e é um processo que permite um elevado índice de isotropia
estrutural, além de possibilitar a fabricação de peças complexas e de peças simples
com o mesmo grau de dificuldade. Em princípio, na metalurgia do pó, não há
necessidade de operações secundárias e de acabamento posterior [23].
Tecnologia do pó consiste em transformar pós de metais, ligas metálicas e
substâncias não-metálicas em peças resistentes, empregando-se apenas pressão e
calor. O aquecimento é realizado em condições controladas de temperatura, tempo
e atmosfera denominado sinterização.

45
Uma aplicação comum desta técnica é em materiais refratários, ou seja, com
pontos de fusão extremamente elevados (como por exemplo, molibdênio e
tungstênio) que impossibilitam métodos metalúrgicos tradicionais.
O campo de aplicação da técnica é vasto, pois se trata de um método
bastante vantajoso economicamente em relação aos outros.
A tecnologia do pó surgiu para produzir formas complexas, como as
mostradas na Figura 20, que demandariam muitas etapas de fabricação e alta
produção de cavaco. Para formas como as mostradas, a tecnologia do pó
apresenta-se como a única alternativa viável para a produção em larga escala.
Figura 20 - Peças típicas obtidas através da tecnologia do pó [23].
Alguns produtos são quase que exclusivamente fabricados por essa técnica:
• metais refratários, tais como o tungstênio, molibdênio e tântalo;
• metal duro ou carbonetos de metais, como os de tungstênio, tântalo e
titânio, aglomerados com cobalto;
• mancais porosos autolubrificantes, de bronze ou ferro;
• filtros metálicos de bronze ou aço inoxidável;

46
• discos de fricção metálicos, à base de cobre ou ferro, misturados com
alguma substância de alto coeficiente de atrito;
• certos tipos de contatos elétricos, por exemplo, W-Ag, W-Cu, Mo-Ag e
Mo-Cu; e escovas coletoras de corrente de diversas composições.
As matérias-primas utilizadas no processo são os pós metálicos e nãometálicos.
Elas são rigorosamente controladas em termos de tamanho das
partículas, distribuição do tamanho das partículas, forma das partículas, porosidade
e estrutura das partículas, superfície, densidade aparente, velocidade de
escoamento, compressibilidade, composição química e pureza. Entre os diversos
métodos de fabricação dos pós metálicos destacam-se industrialmente a moagem,
atomização, condensação, decomposição térmica, redução e a eletrólise, que é,
atualmente, o método mais empregado.
2.3.4.1 Processo de Tecnologia do Pó
A primeira etapa do processo é a obtenção e mistura dos pós, cujo objetivo é
obter a granulometria necessária e garantir a homogeneidade da matéria prima. Os
pós podem ser obtidos por processos físicos, químicos, mecânicos ou físicoquímicos.
A Figura 21 mostra um dos métodos físicos de obtenção de pós mais usuais:
a atomização, onde o metal fundido é vazado por um orifício, formando um filete que
é bombardeado por jatos de ar, gás ou água. Após isso, o pó é recolhido, reduzido e
peneirado.

47
Figura 21 – Esquema didático do processo de atomização [24].
Após feita a obtenção dos pós na granulometria necessária, a matéria prima
passa por um processo de compactação que é uma das operações básicas da
Tecnologia do Pó. O pó é colocado nas cavidades das matrizes, montadas em
prensas especialmente fabricadas para essa finalidade, seguido da aplicação de
pressões determinadas, de acordo com o tipo de material utilizado. A Figura 22
representa esquematicamente o processo de compactação de pós metálicos.

48
Figura 22 – Representação esquemática do processo de compactação dos pós
metálicos [11].
A etapa final do processo é a sinterização. A sinterização consiste em
aquecer a peça compactada em uma temperatura, abaixo da temperatura de fusão
do metal ou liga (cerca de 70 a 90% da temperatura de fusão), e em atmosfera
controlada. Além da temperatura e da atmosfera utilizada, o tempo de sinterização
também é muito importante. Esse tempo pode variar de minutos a horas. A Tabela 1
apresenta temperaturas e tempos de sinterização para vários metais [24].
Tabela 1 - Temperaturas e tempos de sinterização para vários metais [24].
Material Temperatura (ºC) Tempo (min.)
Cobre, latão e bronze 760-900 Oct-45
Ferro e ferro carbono 1000-1150 Aug-45
Níquel 1000-1150 30-45
Aços Inoxidáveis 1100-1290 30-60
Ligas para magnetos permanentes 1200-1300 120-150
Ferritas 1200-1500 10-600
Carbeto de Tungstênio 1430-1500 20-30
Molibidênio 2050 120
Tungstênio 2350 480
Tântalo 2400 480

49
Ao se aquecer o compactado verde a uma temperatura característica para
cada material, ocorrerá a união entre as partículas. Este fenômeno é conhecido
como densificação, e ele ocorre via transporte de massa, idealizada na Figura
23[23].
Figura 23 - Evolução de certa quantidade de pó para a sua correspondente
quantidade densificada [23].
2.3.4.2 Vantagens da utilização da Tecnologia do pó
De acordo com o Grupo Setorial de Metalurgia do Pó [25], as principais
vantagens para a utilização deste processo são:
- Apresenta um aproveitamento de matéria prima acima de 95% (Figura 24)
- Este aproveitamento reflete-se no custo de fabricação permitindo que o
produto seja economicamente vantajoso frente aos obtidos por outros processos.
- É um processo não poluente que exige uma baixa energia de transformação.
Por este motivo é também uma opção ecologicamente correta.

50
Figura 24 – Gráfico de aproveitamento da matéria prima em diferentes processos
[25]
- Propriedades mecânicas dimensionadas de acordo com a aplicação, ou
seja, paga-se pelo que se precisa evitando-se desperdício pelo uso de materiais
superdimensionados (Figura 25).
Figura 25 – Relação entre resistência mecânica com tolerâncias geométricas das
peças [25].
- Permite a fabricação de altos volumes de peças (Tabela 2).
- Permite a fabricação de pecas com formas complexas.
- Otimas tolerâncias dimensionais.
- Ótimo acabamento superficial.

51
Tabela 2 – Diferenças entre processos de conformação [25].
- Possui um bom desempenho em aplicações criticas de longa duração.
- Permite as mais variadas combinações de elementos químicos(ligas) e por
conseqüência varias microestruturas.
- Permite a fabricação de materiais compósitos.
- O controle da porosidade permite a fabricação de mancais auto-lubrificantes
impregnados com óleo e de filtros metálicos.
- Este mesmo controle da porosidade permite a fabricação de materiais com
densidade 100% cujas propriedades mecânicas excedem as dos materiais obtidos
por processos convencionais (Figura 26).

52
Figura 26 – Gráfico de limite de resistência a tração para diferentes materiais [25].
2.3.4.3 Aplicações Médicas e dentárias
Os materiais metálicos produzidos por tecnologia do pó encontram varias
aplicações nas áreas médicas e odontológicas. Entre os materiais produzidos por
esta tecnologia e mais utilizados para estas aplicações estão os aços inoxidáveis de
composição típica do aço AISI 316L, sendo que para estas aplicações, o aço tem
restrições maiores quanto ao teor de elementos intersticiais em relação ao AISI
316L, e devem atender a norma ASTM F-138[25].
A possibilidade de uso destes aços em aplicações médicas se deve à sua
elevada resistência à corrosão, relacionada com a formação de películas passivas,
altamente protetoras. Além destes aços, aços inoxidáveis especiais como, por
exemplo, as ligas MA 956 e PM 2000 produzidas por metalurgia do pó (mechanical
alloying), têm sido considerados para aplicações como implantes removíveis, pelas
suas propriedades de alta resistência a corrosão e biocompatibilidade. As
propriedades magnéticas destes dois últimos aços impedem a sua aplicação para
implantes permanentes [25].
O titânio e suas ligas são outra classe de materiais muito utilizada em
aplicações medicas, principalmente devido à sua propriedade de resistência à

53
corrosão devido à formação de camada passiva com alta resistência ao ataque por
cloreto, presente nos meios fisiológicos. Estes materiais têm sido fabricados pela
técnica de metalurgia do pó com vantagens de a porosidade inerente ao processo,
favorecer o processo de osseointegração, desejáveis em algumas aplicações como
implantes [25].
Alguma das principais aplicações dos materiais fabricados por tecnologia do
pó na área medica são próteses ortopédicas e os aparelhos cirúrgicos.
A Figura 27 mostra um implante ortopédico temporário produzido por
tecnologia do pó. A principal vantagem da produção de pecas para aplicações
médicas por este processo é a obtenção de componentes com geometrias
complexas, já com formato próximo ao do acabamento final, o que representa
grande vantagem econômica e tecnológica[25].
Figura 27 – Implante ortopédico temporário [25]
A porosidade inerente aos produtos fabricados pela tecnologia do pó, embora
diminua a resistência à corrosão, pode se tornar grande vantagem em aplicações
em que se exija osseointegração, pois favorece este processo. A porosidade pode
ser diminuída pela técnica de moldagem de pós por injeção que utiliza pos muito
finos, produz materiais com alta densidade e poucos poros arredondados, o que
diminui a susceptibilidade à corrosão em frestas [25].
A resistência à corrosão dos materiais para aplicações médicas é de elevada
importância e esta diretamente relacionada à biocompatibilidade deste material. Isto
se dá pois dispositivos médicos em contato com fluidos fisiológicos do corpo podem
sofrer reações de corrosão e os produtos de corrosão podem afetar de forma

54
adversa o corpo humano pela liberação de íons estranhos no organismo humano
que podem levar à falha do implante [25].
3 MATERIAIS E MÉTODOS
O estudo deste trabalho tem como objetivo levantar dados de empresas
nacionais fabricantes de próteses para reposição total de quadril sobre o material
empregado, o processo de fabricação e pesquisa para utilização de novas
tecnologias de processamento e de materiais, mais especificamente relacionados às
hastes femorais.
Este estudo teve como ponto de partida o relatório do Fórum de Biotecnologia
e Biomateriais realizado na Universidade Federal do Rio de Janeiro em dezembro de
2005 e escrito pela Professora Doutora Gloria de Almeida Soares. Segundo
informações desse relatório, existiam, em 2005, 12 fabricantes nacionais registrados
na ANVISA atendendo à área de artroplastia, um no Paraná e os demais em São
Paulo, conforme apresentado na Tabela 3.
Tabela 3 – Tabela das empresas nacionais que atuam no setor de ortopedia
(Retirada do Relatório do Fórum de Biomateriais – UFRJ dezembro/2005) [26].

55
Constatou-se ainda que os produtos fabricados eram, em sua maioria, de aço
inoxidável, principalmente o aço 316L (ASTM F318, F319), sendo a "Villares Metals"
o maior fornecedor dessa matéria prima [26].
A partir dessas informações foram realizadas as seguintes etapas:
- atualização das empresas nacionais que atuam em ortopedia por meio do
site da ANVISA;
- selecionar apenas as empresas relacionadas à artroplastia,
- cadastrar endereço eletrônico e telefone para contato da pesquisa, e
- enviar questionário e/ou fazer contato por telefone.
Na área de serviços do site da ANVISA conseguiu-se uma primeira lista
contendo todas as empresas de produtos para a saúde incluindo desde remédios
até os implantes ortopédicos, referentes ao ano de 2008, totalizando
aproximadamente 251 empresas.
Para separar as empresas fabricantes de haste femoral foi necessário
encontrar os sites de cada uma e consultar a relação de produtos. Com esses
dados, foram encaminhados questionários eletrônicos com as seguintes perguntas
relacionadas ao desenvolvimento dessa monografia:
1. Qual a técnica de conformação utilizada pela empresa na fabricação das
próteses
2. Já surgiu a idéia de se utilizar metalurgia do pó para confecção das próteses
Por quê
3. Qual a demanda da empresa para comercialização das próteses
4. As próteses são feitas somente por encomenda
5. Existe interesse por pesquisa de novos processos de fabricação ou novos
materiais para as próteses
6. A matéria prima utilizada é nacional ou importada
7. Em relação aos materiais utilizados, quais são os mais requisitados Por
quê Custo ou qualidade

56
As empresas que não responderam eletronicamente foram contatadas por
telefone para obter as informações necessárias. Os resultados da pesquisa foram
avaliados empregando-se conceitos estatísticos básicos.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
A partir das 251 empresas cadastradas na ANVISA como fabricantes de
produtos para a saúde, referentes aos anos de 2007 e 2008, foram encontradas 17
empresas, sendo duas delas apenas distribuidoras de prótese de quadril, os dados
estão apresentados na Tabela 4.
Tabela 4 – Tabela das empresas nacionais que atuam no setor de ortopedia.
Empresa Cidade/UF Site/Telefone Classificação Observação
BAUMER
Mogi Mirim/SP
www.baumer.com.br
(19) 3805-7655
Fabricante -
BIOMECANICA Jaú/SP
www.biomecanica.com.br
(14) 2104-7900
Fabricante -
BIOTECHNOLOGY Rio Claro/SP
-
(19) 3534-9566
Distribuidor -
ENGIMPLAN Rio Claro/SP
www.engimplan.com.br
Não fabrica haste
Fabricante
(19) 3522-7407
femoral
IMPOL
Diadema/SP
www.impol.com.br
(11) 4071-6464
Fabricante -
INCOMEPE
Cotia/SP
www.incomepe.com.br
(11) 4615-4666
Fabricante -
IOL IMPLANTES
S. B. do www.iolimplantes.com.br
Campo/SP
(11) 4071-8515
Fabricante -
JUSIMED *
www.jusimed.com.br
Curitiba/PR
(41) 3303-7661
Distribuidor -
MB OSTEOS *
www.mbosteos.com.br
São Paulo/SP
(11) 5507-2525
Distribuidor Representante
MDT
Rio Claro/SP
www.mdt.com.br
(19) 2111-6500
Fabricante -
METABIO
Rio Claro/SP
-
(19) 3535-5300
Fabricante -
ORTOBIO
Maringá/PR
www.ortobio.ind.br
(44) 3269-5045
Fabricante -
ORTOSÍNTESE São Paulo/SP
www.ortosintese.com.br
(11) 3948-4000
Fabricante -
OSTEOMED Rio Claro/SP
www.osteomedimplantes.com.br
Produtos para
Fabricante
(19) 3523-2064
coluna-
PROSÍNTESE *
www.prosintese.com.br
São Paulo/SP
(11) 3549-3100
Distribuidor -
SIST. IMPL. NAC. *
www.sinimplante.com.br
Produtos para
São Paulo/SP
Fabricante
(11) 2169-3000
odontologia
STRYKER *
www.stryker.com.br
Empresa com filial
São Paulo/SP
Fabricante
0800-7719960
no Brasil
* Empresas novas encontradas cadastradas pela ANVISA.

57
Comparado ao cadastro de 2005 (Tabela 3) foram encontradas cinco novas
empresa. No entanto, cabe ressaltar que a empresa ENGIMPLAN é fabricante de
outros produtos ortopédicos, mas não da haste femoral, a empresa Sistema de
Implantes Nacional é fabricante de produtos odontológicos e a empresa STRYKER é
uma filial no Brasil de uma empresa internacional. Dessa forma, foram encontradas
9 (nove) empresas nacionais fabricantes da haste femoral.
Os dados referentes ao questionário enviado por meio eletrônico e/ou obtidos
por telefone encontram-se no Anexo I. A Tabela 5 apresenta o meio utilizado para
contato e quais questões foram atendidas pelas 9 empresas.
Tabela 5 – Questões respondidas pelas empresas.
Empresas
Questões respondidas
1 2 3 4 5 6 7
BAUMER* x x x x x x x
BIOMECANICA** x N N N N N N
IMPOL** x x N N x x N
INCOMEPE* N N N N N N N
IOL IMPLANTES* x N N N N N N
MDT** x x N N N x x
METABIO* ** x N N N N N N
ORTOBIO* ** N N N N N N N
ORTOSÍNTESE* x N N N N N N
TOTAL (%) 78 33 11 11 22 33 22
* contato por meio eletrônico
** contato por telefone
N - não respondeu
Na Tabela 5 observa-se que a questão referente ao processo de fabricação
utilizado na confecção das próteses ortopédicas foi a de maior interesse por parte
das empresas (78%). As empresas utilizam o mesmo método de fabricação para a
produção das hastes femorais dos implantes ortopédicos: o Forjamento a Quente.
Acredita-se que este fato está associado às facilidades operacionais e econômicas.
Com relação a processos alternativos de fabricação (questão 2), mais
precisamente a metalurgia do pó, as empresas (33%) relatam não haver previsão
para tal. Ressalta-se que essas empresas possuem um setor de Pesquisa &
Desenvolvimento.

58
As questões 3 e 4 relacionadas a comercialização foi respondida somente por
uma empresa (11%).
Duas empresas responderam a questão 5 (22%) e três empresas
responderam a questão 6 (33%), cujas informações são que as matérias primas
utilizadas nas confecções das próteses são todas importadas, excluindo o Aço
Inoxidável ASTM F 138 que é fornecido por empresas nacionais como a Villares
(atual Gerdau). A empresa Baumer citou que os materiais utilizados são
determinados por instituições internacionais como a ASTM e a ISO e, por isso, fica
difícil a aplicação de um novo tipo de material, pois a normatização do mesmo para
o uso por meio destes órgãos é complexa.
Duas empresas responderam a questão 7 (22%) mostrando que as próteses
feitas em Aço Inoxidável tem mais saída no mercado devido a sua melhor relação
custo/benefício.
Observando a Tabela 5, com relação às respostas das questões, verifica-se
que a empresa Baumer foi a única que respondeu a todas, inclusive ela informa que
possui a maior fatia do mercado nacional (Figura 28).
Baumer).
Figura 28 – Demanda no mercado nacional (Dados fornecidos pela própria

59
5 CONCLUSÕES
O objetivo deste trabalho foi traçar um perfil tecnológico no país na área de
implantes para artroplastia total de quadril com base no levantamento da matéria
prima, dos processos de fabricação e do mercado. A partir dos dados coletados foi
possível chegar a nove (9) empresas nacionais fabricantes da haste femoral. Dos
Resultados obtidos nesse trabalho pode-se concluir que:
1. As empresas utilizam o mesmo processo de fabricação para confecção das
próteses (forjamento a quente) em vista de ser um processo de conhecimento
geral, de fácil aplicação, grande êxito nas qualidades do produto final além de
possuir um custo de aplicação relativamente vantajoso.
2. Com relação às matérias primas utilizadas, observou-se que as empresas
utilizam o Aço Inoxidável F 138 nacional, este aço é responsável também pela
maioria das próteses feitas, pois apresenta um custo muito inferior as
próteses de Titânio e/ou outros materiais, os quais são adquiridos por
fornecedores fora do Brasil.
3. As empresas que produzem próteses de aço visam muito no mercado interno
principalmente o SUS (Sistema Único de Saúde) que é um grande
consumidor dessas próteses que devido ao baixo custo. Porém, as empresas
seguem normas internacionais visam atender as exigências do mercado
internacional.
As matérias-primas mais indicadas para a fabricação próteses permanentes -
ligas de titânio e ligas cobalto-cromo-molibdênio - apresentam a desvantagem de
serem importadas e caras. Este fato gera uma disparidade no preço das próteses,
com as importadas a um custo de cerca de US$ 4,5 mil, enquanto as de aço
inoxidável saem por US$ 600[26].
Infelizmente o critério para seleção de uma prótese para artroplastia é o seu
custo. Em uma situação de extrema necessidade o certo seria escolher materiais
que tivessem qualidade superior. A escolha pelo valor do produto faz com que
ocorram muitas cirurgias para reparação (recolocação) de novas próteses gerando,

60
além do custo adicional, um risco ao paciente submetido à uma nova cirurgia de
grande porte.

61
REFERÊNCIAS
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edition, 1992
[2] http://www.rbo.org.br acessado em 25/04/2009
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biomaterial. In: CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE
METALURGIA E MATERIAIS, 50., Agosto1-4, 1995, São Pedro. Anais.. . São Paulo:
ABM, 1996. v.6, p. 43-53.
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New York: VCH , 1992.
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[6]http://www.boneandjointdecade.org/ViewDocument.aspxContId=529,
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[8] http://www.anbio.org.br/pdf/2/tr10_biomateriais.pdf acessado em 22/03/2009
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de Janeiro: LTC, p. 508-511, 2002
[10] Willians, M.:“30 Jahre CoCrMo Metall/Metall-Gleitpaarung bei uftendoprothesen
mit wenig Verschleiss”, in Schmidt, M.: Die Metalpaarung“Metasul” in der
Hüftendoprothetik, Bern, Verlag Hans Huber, 1995. p. 39-49.
[11] http://www.images.google.com acessado em 28/04/2009
[12] http://www.utahhipandknee.com/history.htm acessado em 15/08/2009

62
[13]http://www.wgate.com.br/conteudo/medicinaesaude/fisioterapia/traumato/artro_quadril.ht
m acessado em 16/08/2009
[14]http://www.poli.usp.br/.../Processos%20de%20Fundição%20e%20Sinterização.pdf
acessado em 10/09/2009
[15] http://www.ebah.com.br/ acessado em 10/09/2009
[16] http://www.ebah.com.br/forja-generico-a19021.html acessado em 10/09/2009
[17]http://www.gefmat.furg.br/material_did/conformacao/ForjamentoUFSC.pdf
acessado em 15/09/2009
[18]http://www.dalmolim.com.br/EDUCACAO/MATERIAIS/Biblimat/siderurgia3.pdf
acessado em 20/10/2009
[19] JESUS, E. R. B. Ferramentas de Usinagem em Aço Rápido AISI M2 Obtido por
Conformação por “Spray”. São Paulo, 2004, disponível em http://www.ebah.com.br
[20] EVANGELISTA, N.; SOARES, R. B.; KUNRATH, A. O. - Um passo para
aprimorar métodos de avaliação da usinabilidade. Máquinas e Metais, Fevereiro
2003, p. 124-140
[21] http://www.fei.edu.br/mecanica/me733/Me733a/ApTorneamento01.pdf acessado
em 05/11/2009
[22] http://www.fei.edu.br/mecanica/me733/Me733a/Apfresamento01.pdf acessado
em 05/11/2009
[23] DELFORGE D. Y. M. et al. Sinterização de uma mistura de cavaco de aço
inoxidável com pó do mesmo material. Uma nova tecnologia para a reciclagem de
metais REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 60(1): 95-100, jan. mar. 2007
[24] MACHADO I. Introdução à Manufatura Mecânica. Processos de Fundição e
Sinterização disponível em
http://www.poli.usp.br/.../Processos%20de%20Fundição%20e%20Sinterização.pdf

63
[25] COSTA I. et al. A Metalurgia do Pó, Alternativa Econômica com Menor Impacto
Ambiental, 1ed, São Paulo, Matallum Eventos Técnicos, p 17-100, 2009
[26] SOARES, G. A, Biomateriais. Fórum de Biotecnologia Biomateriais, UFRJ, Rio
de Janeiro, dez 2005

64
Anexo 1 – Compilação dos dados obtidos por meio
eletrônico e/ou telefone
Endereço
BAUMER
Av. Prefeito Antonio Tavares Leite, 181 - Parque da Empresa CEP 13.803-330 - Mogi Mirim - SP
Telefone 19 3805 7655
Email
baumer@baumer.com.br
Site
www.baumer.com.br
Dados obtidos
Qual a técnica de confomação utlizada na fabricação das proteses
Conformação a quente por forjamento, usinagem e microfusão.
Qual a demanda da empresa para comercialização das próteses
A Baumer detém cerca de 37% do mercado de próteses nacionais.
As próteses são feitas somente por encomenda
Há duas linhas de próteses, sendo: Prótese Convencionais que seguem padrãos pré-estabelecidos,
dimensões e características pré-definidas e ficam a disposição no estoque ou distribuidor e Próteses não
Convencionais que são projetadas, desenhadas e fabricadas de acordo com as características e patologia
específica de cada paciente.
Em relação aos materiais utilizados, quais são os mais requisitados e porque custo ou
qualidade
Os matérias mais utilizados são: Liga de Aço Inoxidável Cr Ni Mo ASTM F 138 / NBR ISO 5832-1; Liga de
Titânio ASTM F 136 / NBR ISO 5832-3; Titanio Puro ASTM F 67 / NBR ISO 5832-2; Polietileno UHMWPE
ASTM F 648 / NBR ISO 5834-2. Os mais requisitados para a linha de Trauma e próteses cimentadas é a
Liga de Aço Inoxidável Cr Ni Mo ASTM F 138 devido a o menor custo, preço mais baixo e porque para
próteses cimentadas o aço inoxidável é tido como matéria prima que apresenta melhor custo benefício. A
qualidade é determinada por normas nacionais e internacionais e é verificada pelos orgãos certificadores
nacionais e internacionais.
Existe na empresa uma pesquisa por novos metodos de confecção ou novos materiais para as
proteses
Em termos de materiais não, proque os mesmos são determinados por instituições internacionais como a
ISO e ASTM e para utilização é preciso antes a liberação por parte desses orgãos. A indústria é proibida
de utiliziar qualquer material que não esteja normatizado por tais instituições.
A matéria prima utlizada é nacional ou importada
Somente a Liga de Aço Inoxidável Cr Ni Mo ASTM F 138 é de origem nacional (Villares) , o restante das
matérias primas são importadas de países da Europa e Estados Unidos.
Já surgiu a idéia de utilizar metalurgia do pó para confecção das proteses Porque
A Baumer nunca utilizou a metalurgia do pó como meio de produção de próteses. No passado foi tentado
por algumas indústrias americanas, mas os resultados não foram bons, com alto índice de fraturas devido
a baixa resistência mecânica. Esse processo foi abandonado por completo. Atualmente se utiliza como
processo o forjamento, a microfusão e usinagem. Como há grandes investimentos consolidados nesses 3
processos, não se justifica a adoção, validação e investimento em um novo processo.

65
Endereço
Telefone
Email
Site
Rua 2 s/n, Jaú
14 2104 7900
contato@biomecanica.com.br
www.biomecanica.com.br
BIOMECANICA
Dados obtidos
Foi feito um contato por telefone porém a pessoa responsável pelo setor pediu que enviasse um email
para anakeila.ruiz@biomecanica.com.br porém não foi conseguido todos os dados necessários para
elaboração do trabalho, apenas o processo de fabricação das próteses
BIOTECHNOLOGY
Endereço AV. 55, 1251 JD Kennedy, Rio Claro SP CEP: 13500-000
Telefone 19 3534 9428
Email -
Site -
Dados obtidos
Foi feito um contato via telefone e descobriu-se que a empresa é apenas distribuidora das proteses
ENGIMPLAN
Endereço
Avenida 68, nº 227 - CEP 13504-221 - Rio Claro - SP
Telefone 19 3522 7407
Email -
Site
www.engimplan.com.br
Dados
Obtidos
Foi feito um contato via telefone e descobriu-se que a Engimplan não fabrica a haste femoral
IMPOL
Endereço
Av. Dr. Ulysses Guimarães, 3533 - CEP: 09990-080 - Diadema SP
Telefone 11 4071 6464
Email
impol@impol.com.br
Site
www.impol.com.br
Dados
Obtidos
Foi feito um contato por telefone e os dados obtidos foram:
- processo de fabricação utilizado é o forjamento.
- as matérias primas (tirando o aço inoxidável ASTM F 138) são todas importadas.
- não há uma linha de pesquisa em novos materias e métodos de fabricação.
- não há previsão para o uso de metalurgia do pó.

66
INCOMEPE
Endereço Rua Martiniano Lemos Leite, 60 , Bairro Vl Jovina, Cotia, SP CEP: 06705511
Telefone 11 4615 4666
Email -
Site
www.incomepe.com.br
Dados
Obtidos
Foi feito um contato por telefone porém pediram que enviasse um email para rbraga@incomep.com.br
mas não se obteve resposta
IOL IMPLANTES
Endereço
Rua Dona Maria Fidelis 226 Bairro Piraporinha Diadema -SP
Telefone 11 4071 8515
Email -
Site
www.iolimplantes.com.br
Dados
Obtidos
Os dados obtidos com a pesquisa foram:
- o processo de fabricação utilizado é o forjamento.
- a empresa foi fundada em Junho de 1992, e fabrica as linhas completas de órteses e próteses
ortopédicas.
JUSIMED
Endereço Av. Paraná, 996 / 998 Lojas 01 e 02 | Cabral Curitiba - PR CEP 80035-130
Telefone 41 3303 7661
Email
jusimed@jusimed.com.br
Site
www.jusimed.com.br
Dados
Obtidos
Empresa distribuidora de próteses
MB OSTEOS
Endereço R. Arizona, 1426 - 1º andar - Brooklin - São Paulo - SP - CEP 04567-000
Telefone 11 5507 2525
Email -
Site
www.mbosteos.com.br
Dados
Obtidos
Através do site, consegui-se informações que a MB OSTEOS representas algumas marcas
internacionais fabricantes de implantes além da fabricar alguns produtos que não são focos deste trabalho

67
MDT
Endereço Avenida Brasil, 2983 - Rio Claro - SP - 13505-600
Telefone 19 2111 6500
Email
mdt@mdt.com.br
Site
www.mdt.com.br
Dados
Obtidos
Os dados obtidos por telefone com o contato com o responsável pelo setor foram:
- o processo de fabricação utilizado é o forjamento.
- próteses de aço tem mais saída pelo custo delas.
- desconhecimento do termo metalurgia do pó.
- a matéria prima é importada tirando o aço inoxidável.
METABIO
Endereço
Av 37 nº 1907 – Jardim Quitandinha - CEP 13501-460 - Rio Claro/ SP
Telefone 19 3535 5301
Email -
Site
www.metabio.com.br
Dados
Obtidos
Os dados obtidos pela pesquisa foram:
- empresa fundada em 1998 e atualmente com 90 funcionários.
- certificada pela Anvisa e em processo de ISO 9001.
- utilização de forjamento na fabricação.
- ampla tecnologia em máquinas para desenvolver os processos.
- atua no mercado com inúmeros tipos de produtos.
ORTOBIO
Endereço
Avenida Mauá, 1133 - Zona 03 - CEP 87050-020 - Maringá - PR
Telefone 44 3269 5045
Email
contato@ortobio.ind.br
Site
www.ortobio.ind.br
Dados
Obtidos
Foi feito um contato porém não se obteve resposta e o site não contém informações suficientes para
utilizar nos dados do trabalho
ORTOSÍNTESE
Endereço
Rua Professor Affonso José Fioravanti, Nº 63 CEP. 02998-010- São Paulo / SP
Telefone 11 3948 4010
Email -
Site
www.ortosintese.com.br
Dados
Obtidos
Foi obtido como resposta do email:
"Sr. Fernando estou repassando seu email para o departamento técnico de ortopedia, grato Carlos A.
Bertasso"
Porém não foi obtida reposta. Os dados utilizados no trabalho foram conseguidos por meio do site da
empresa.

68
OSTEOMED
Endereço
Rua 26 nº 2123 - Jd. São Paulo - Cep 13503-011 - Rio Claro - SP
Telefone 19 3523 2064
Email
contato@osteomedimplantes.com
Site
www.osteomedimplantes.com
Dados
Obtidos
Fernando, bom dia.
Infelizmente não poderemos te ajudar, pois nosso ramo de atuação é
exclusivamnte implantes para a coluna vertebral. Existem outras empresas
aqui em Rio Claro que talvez possam te ajudar.
Boa sorte.
Thiago Henrique de Moraes - Gerente de Processos
Osteomed Ind. e Com. de Implantes Ltda
PROSÍNTESE
Endereço Rua do Paraíso, 45 - 10º andar - Paraíso - CEP: 04103-000
Telefone 11 3549 3100
Email -
Site
www.prosintese.com.br
Dados
Obtidos
Empresa que engloba diversos grupos fabricantes e distribuidores de produtos feitos com biomateriais.
SISTEMA DE IMPLANTES NACIONAL
Endereço Av. Vereador Abel Ferreira, 1100 - Jd. Anália Franco - São Paulo - SP CEP: 033340-000
Telefone 11 2169 3000
Email -
Site
www.sinimplante.com.br
Dados
Obtidos
Empresa de produtos odontológicos
STRYKER
Endereço -
Telefone 0800 7719960
Email -
Site
www.stryker.com.br
Dados
Obtidos
Empresa internacional fabricante de próteses com escritório de vendas no Brasil.

69
Anexo 2 – Impressão das informações eletrônicas
BAUMER

70
OSTEOMED IMPLANTES
ORTOSÍNTESE

71
BIOMECÂNICA
IMCOMEPE