AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DOS AÇOS INOXIDÁVEIS COLORIDOS
SUBMETIDOS A PROCEDIMENTOS DE ESTERILIZAÇÃO PARA INSTRUMENTOS
MÉDICO-HOSPITALARES
Evaluation of Colored Stainless Steel using sterilization procedures for Medical Instruments
Fernando C. Ricaldoni1; Carlos A. S. de Miranda2, Larissa G. O. Couto3; Rosa M. R. Junqueira4
1
Designer Industrial – Mestrando da Rede Temática em Engenharia de Materiais – REDEMAT-UFOP/CETEC/UEMG
Designer Industrial – Professor Doutor da Escola de Design da UEMG
3
Química – Pesquisadora Colaboradora da Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais - CETEC
4
Pesquisador Doutor do Centro Tecnológico CETEC SENAI e Prof. da REDEMAT (UFOP/CETEC/UEMG)
2
Resumo
Aços inoxidáveis coloridos por interferência são empregados em diversas aplicações, mas ainda não
são utilizados no segmento médico-hospitalar. Sua aplicação tem sido considerada, pois além do
apelo estético, apresenta maior resistência à corrosão se comparado ao aço sem coloração e
apresenta vantagens como a organização, segurança e bem–estar de médicos e pacientes. O objetivo
deste trabalho é avaliar o desempenho do aço inoxidável colorido quando submetido aos
procedimentos de esterilização de instrumentos cirúrgicos em autoclave. Amostras de aço ABNT
304 e ABNT 316L com diferentes acabamentos e coloridas industrialmente foram submetidas a
ciclos crescentes de esterilização. O efeito do tratamento de esterilização nas amostras foi avaliado
a partir de medidas de cor em espectrofotômetro de refletância e de resistência ao desgaste por
abrasão. A aparência das amostras não apresentou alterações perceptíveis ao olho humano, apesar
das medições de cor terem indicado pequenas diferenças que aumentaram com os ciclos de
esterilização. A avaliação ao desgaste à abrasão após o tratamento térmico nos ciclos de
esterilização apresenta indícios de aumento da resistência ao desgaste das amostras.
Palavras-chave: Aço Inoxidável Colorido; Instrumentos Médicos; Esterilização.
Abstract
Interference colored stainless steel has been employed in many applications, but are not yet applied
in healthcare. Its application has been regarded as beyond the aesthetic appeal, provides superior
corrosion resistance compared to steel without coloration and has advantages such as
organization, safety and welfare of doctors and patients. The objective of this study was to evaluate
the performance of colored stainless steel when subjected to sterilization procedures for surgical
instruments in autoclave. Samples of AISI 304 and AISI 316L steel with different mechanical
finishing and industrially colored underwent increasing sterilization cycles. The effect of the
sterilization treatment in the samples was assessed from measurements of color in reflectance
spectrophotometer and abrasion resistance tests. The appearance of the samples showed no
noticeable changes to the human eye despite color measurements have indicated that small
differences increased with the sterilization cycles. The evaluation of abrasion wear after
sterilization heat treatment show evidence of increased wear resistance of the samples.
Key-words: Colored Stainless Steel; Medical Instruments; Sterilization.
1
Introdução
A coloração por interferência dos aços inoxidáveis já é empregada há alguns anos, principalmente
nos segmentos de arquitetura e construção civil (JUNQUEIRA, 2004). A possibilidade da sua
utilização em outros segmentos industriais e no desenvolvimento de novos produtos ampliará suas
aplicações e possibilitará maior divulgação do material.
A necessidade de se avaliar o desempenho dos aços inoxidáveis coloridos tem motivado a
realização de diversos trabalhos de pesquisa que abrangem estudos de resistência mecânica
(JUNQUEIRA et al., 2006; JUNQUEIRA et al., 2009) e resistência à corrosão (JUNQUEIRA et
al., 2004).
O hospital do futuro, além da viabilidade econômico-financeira, deve atender a requisitos que
pressupõem expansibilidade, flexibilidade, segurança, eficiência e, sobretudo, humanização (MS,
2009). Neste ponto, o conforto ambiental e a organização do espaço aparecem como fortes aliados
nos processos de cura de pacientes. A diversidade de cores do aço inoxidável colorido possibilita a
coloração de ambientes e produtos, e a sua identificação, criando indicadores de controle e de
segurança. Esta abordagem indica um campo propenso e em consonância com as mais novas
políticas de humanização do ambiente hospitalar, e também com as questões de segurança,
ergonomia e rastreabilidade dos produtos e equipamentos médicos. (ALEXANDRE, 1998; BECK
et al., 2007; MS, 2009; MS, 2010).
Estudos recentes apoiados nas questões teóricas relacionadas à importância da cor em ambientes
hospitalares e ambientes de trabalho têm sido publicados, tendo em vista que o objetivo daqueles
que trabalham em tais espaços é o aumento da qualidade de vida, já que os hospitais abrigam
pessoas que lidam com fortes emoções. (BECK et al., 2007; MATARAZZO, 2010; AZEVEDO et
al., 2011). Por essa razão, a cor passa a ter significado diferente para pacientes, acompanhantes e
funcionários, devendo ser valorizada pelos profissionais que estão envolvidos com o planejamento e
a gestão hospitalar (BECK et al., 2007; BOCCANERA et al., 2004).
A identificação e o controle de materiais e instrumentos atualmente são tratados de forma rigorosa
dentro dos centros de saúde de acordo com o Protocolo de Cirurgia Segura. Comandado pela
Organização Mundial de Saúde (OMS) este protocolo é um conjunto de regras estabelecidas em
consenso internacional com o objetivo de tornar as intervenções cirúrgicas cada vez mais seguras
para os pacientes.
Segundo o Ministério da Saúde (MS, 2001) para a esterilização de todos os artigos críticos e alguns
semicríticos termo-resistentes, o método de esterilização por autoclave é o mais seguro e eficaz. A
norma NBR ISO 11134 estabelece que, exceto nos casos em que haja um impedimento por
especificações do produto, a esterilização por vapor saturado deve ser utilizada (ABNT, 2001).
Considerando a necessidade de avaliar o comportamento do aço inoxidável colorido, como apoio ao
direcionamento das aplicações do produto no segmento médico-hospitalar, esse trabalho teve por
objetivo avaliar os efeitos da esterilização em autoclave na aparência do aço colorido e na sua
resistência ao desgaste por abrasão.
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Material e Métodos
Amostras de aço inoxidável austenítico ABNT 304 e ABNT 316L com dimensões de 60mm x
40mm foram retiradas de chapas coloridas industrialmente em azul por processo eletroquímico de
corrente pulsada. As chapas foram adquiridas com acabamentos mecânicos industriais tipo bright
buffing (BB) polido e acabamento escovado tipo Nº 4, compondo três materiais diferentes, A, B e
C, com composições químicas apresentadas na tabela 1, sendo:
 A - ABNT 304, espessura de 1mm com acabamento BB
 B - ABNT 304, espessura de 1mm com acabamento N4
 C - ABNT 316L, espessura de 1,2mm com acabamento BB
Tabela 1: Composição química dos aços ABNT 304 e ABNT 316L (% em massa)*
Elemento (% em massa)
Material
C
N2
Si
Mn
Cr
Ni
S
P
Mo
A
0,049 0,045 0,462 1,155 18,010 8,031 0,003 0,032 0,050
B
0,056 0,020 0,504 1,294 17,459 7,328 0,0004 0,031 0,098
C
0,020 0,042 0,404 1,386 16,532 10,016 0,002 0,031 2,193
*as determinações foram realizadas por fluorescência de Raios X no Laboratório
Químico da Aperam South America
Os ensaios consistiram na lavagem manual das amostras com detergente líquido concentrado e
posteriormente sua imersão em detergente líquido enzimático na proporção de 2,0ml de detergente
por litro de água durante 5 minutos. Em seguida as amostras foram enxaguadas em água potável e
logo em seguida secadas com algodão cru, conforme procedimentos de rotina adotados pelo
Hospital Madre Tereza.
Após a secagem, as amostras foram separadas e preparadas para embalagem utilizando bandejas de
aço inoxidável, abrindo-se campo duplo de algodão cru sobre as bandejas e colocando as amostras
sobre o campo, como na Figura 1.
Figura 1. Preparo de embalagem das amostras para a esterilização
3
As bandejas contendo as amostras foram fechadas conforme técnica de envelope, utilizando papel
grau cirúrgico. As amostras embaladas foram colocadas em cestos padrão para esterilização de aço
inoxidável e levadas à autoclave.
Os ensaios em autoclave consistiram na exposição de conjuntos de 5 amostras de cada material
organizadas como na Tabela 2, a ciclos de esterilização crescentes, de 5, 10, 15 e 20 vezes,
realizados em uma autoclave hospitalar modelo HI VAC II, da empresa Baumer, na temperatura de
134°C, pressão de 2,2kgf/cm2 e tempo de esterilização de 20 minutos (NBR ISO 11314). Estes
parâmetros também estão de acordo com as diretrizes do Ministério da Saúde nas Orientações
Gerais para Esterilização – Série A – Normas e Manuais Técnicos (MS, 2001).
Tabela 2: Organização das amostras para os ensaios de esterilização
Identificação das Amostras
Ciclos de Esterilização
ABNT 304 BB
ABNT 304 N4
ABNT 316L
A1 a A5
B1 a B5
C1 a C5
Amostras em Branco
A6 a A10
B6 a B10
C6 a C10
5 Ciclos
A11 a A15
B11 a B15
C11 a C15
10 Ciclos
A16 a A20
B16 a B20
C16 a C20
15 Ciclos
A21 a A25
B21 a B25
C21 a C25
20 Ciclos
Para determinação numérica da cor foi utilizada técnica de espectrofotometria de refletância na
faixa de comprimento de onda da luz visível. As variações de cor, antes e após a esterilização,
foram avaliadas pela diferença de cor (E*), obtida a partir das três coordenadas cromáticas: L:
Luminosidade, C: Saturação e h: Tonalidade. Para a realização das medidas colorimétricas foi
utilizado um espectrofotômetro Spectro-Guide Gloss de geometria esférica da BYK Gardner com
iluminante D65, que simula a luz do dia, e ângulo de observação padrão 10º.
As determinações das resistências ao desgaste por abrasão foram realizadas em uma máquina de
resistência ao desgaste por abrasão modelo NU-ISO3 da Suga Test Instruments CO, desenvolvido
especialmente para atender a norma ASTM D 6037-96. O ensaio consistiu no desbaste do filme de
coloração por interferência de amostras antes e após exposição a 20 ciclos de esterilização. A
superfície da amostra foi pressionada contra uma roda revestida por uma tira de papel abrasivo de
Cr2O3 de 0,5, com uma carga constante de 20N. A resistência ao desgaste foi avaliada pelo número
de movimentos de ida e volta - ciclos abrasivos necessários para expor o substrato. O número de
ciclos abrasivos médio foi calculado com base em três marcas de desgaste, que foram realizadas em
cada uma das amostras analisadas.
Resultados e Discussão
As diferenças de cor (E*) médias verificadas após os ciclos de esterilização do aço inoxidável
colorido estão apresentadas separadas pela quantidade de ciclos nas figuras 2, 3 e 4 para os aços
ABNT 304 polido, ABNT 304 escovado e ABNT 316L, respectivamente.
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Figura 2. Valores médios das diferenças de cor nas amostras A (ABNT 304 polidas), antes e após
os ciclos de esterilização
Figura 3. Valores médios das diferenças de cor nas amostras B (ABNT 304 escovadas) antes e após
os ciclos de esterilização
Figura 4. Valores médios das diferenças nas amostras C (ABNT 316L polidas) antes e após os
ciclos de esterilização
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Pelos resultados apresentados para a diferença de cor (∆E*) média entre as amostras, A, B e C
(Figuras 2, 3 e 4), observam-se diferenças que aumentam com o número de ciclos de esterilização.
Entretanto os valores numéricos encontrados para as diferenças de cor, não são perceptíveis pelo
olho humano. Pode-se dizer que não houve variação da aparência superficial das amostras com os
ciclos de esterilização.
O resultado da média de ciclos abrasivos no ensaio de desgaste por abrasão está apresentado na
Figura 5. As amostras A5, B5 e C5 são amostras em branco, desta forma, não foram submetidas ao
processo de esterilização em autoclave. As amostras A25, B25 e C25 foram submetidas a 20 ciclos
de esterilização.
Figura 5. Resistência ao desgaste dos filmes de aço colorido antes e após os ciclos de esterilização
Observa-se na Figura 5 que não ocorre uma variação expressiva da resistência ao desgaste com o
aumento do número de ciclos de esterilização. A diferença apresentada pelas amostras de aço
ABNT 304BB e ABNT 316L indica pequeno aumento da resistência após o tratamento térmico.
Este aumento da resistência do filme após o tratamento térmico já foi observado anteriormente por
JUNQUEIRA et al. (2009) em estudo de envelhecimento de filmes coloridos por interferência.
Não foram observadas diferenças da resistência ao desgaste nas amostras de aço ABNT 304 N4. É
possível concluir que a superfície das amostras escovadas influencie o resultado de desgaste, uma
vez que o relevo da superfície diminui o acesso ao filme depositado nas ranhuras.
A diferença indicada após o tratamento térmico sugere que a esterilização das amostras de aço
inoxidável colorido, a partir de procedimentos de esterilização de rotina em hospitais, aumenta ou
não altera a resistência ao desgaste das amostras.
Com base nos resultados apresentados neste trabalho pode-se inferir que os aços inoxidáveis
coloridos resistem aos procedimentos de esterilização hospitalar no que diz respeito à aparência e à
resistência ao desgaste por abrasão. Numa etapa posterior será avaliada também a resistência à
corrosão destes materiais em meios contendo cloreto.
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Conclusões
O ensaio de esterilização em autoclave, simulando o material em serviço das amostras de aços
inoxidáveis coloridos mostrou que:
A aparência da superfície das amostras, medida por parâmetros de cor, e sua diferença (E*),
apesar de indicar diferenças relativas e graduais crescentes não apresentou alterações perceptíveis
ao olho humano, independente do número de ciclos de esterilização aos quais as amostras foram
expostas. Não houve mudança visual perceptível na coloração e no brilho das amostras.
As propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis coloridos, avaliadas a partir dos ensaios de
desgaste por abrasão, foram discretamente influenciadas pelo tratamento de esterilização. Nas
amostras de aço inoxidável ABNT 304 N4 não foi observada a mesma diferença.
Os aços inoxidáveis coloridos apresentam um bom desempenho quando submetidos aos
procedimentos de esterilização de instrumentos cirúrgicos para ambientes hospitalares.
Agradecimentos
Os autores agradecem à Fapemig pelo apoio financeiro à pesquisa realizada e à CAPES pela Bolsa
de Mestrado concedida a Fernando Casanova Ricaldoni, durante a realização da pesquisa. À
Inoxcolor pela coloração das amostras. Ao Hospital Madre Tereza pela disponibilização da
infraestrutura.
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