Síntesis y evaluación de recubrimientos de mgf2 por conversión química sobre aleaciones de magnesio para la fabricación de implantes ortopédicos biodegradables de uso temporal

Investigaciones recientes han postulado al magnesio como un candidato de uso potencial en la fabricación de implantes ortopédicos biodegradable de uso temporal gracias a su excelente biocompatibilidad y adecuadas características mecánicas. Sin embargo, en el proceso de degradación se genera una elev...

Full description

Autores:
Casanova Gómez, Paula Yolanda
Jaimes Corzo, Katherin Johana
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2012
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/26659
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/26659
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Palabra clave:
Bioimplantes
Recubrimientos
Aleaciones de magnesio
Conversión química
Bioimplants
Coatings
Magnesium alloys
Chemistry conversion
Rights
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description Investigaciones recientes han postulado al magnesio como un candidato de uso potencial en la fabricación de implantes ortopédicos biodegradable de uso temporal gracias a su excelente biocompatibilidad y adecuadas características mecánicas. Sin embargo, en el proceso de degradación se genera una elevada evolución de hidrógeno cuya acumulación puede dar lugar a la necrosis de los tejidos circundantes, lo cual hace que su uso en este tipo de aplicaciones se vea reducida. Con objeto de evitar este inconveniente, en la actualidad una de las opciones consideradas es la síntesis de recubrimientos de características biodegradables que controlen el proceso de degradación del magnesio, de tal manera que el implante pueda mantener suficiente integridad mecánica durante el periodo de curación del tejido óseo dañado así como controlar la generación de hidrógeno. En el presente trabajo se seleccionaron las aleaciones comerciales Elektron 21 como objeto de estudio y la aleación AZ91D a modo comparativo, sobre las cuales se realizó un tratamiento por conversión química en soluciones acuosas con diferentes concentraciones de HF con el objetivo de obtener recubrimientos biodegradables de MgF2. Las muestras con y sin recubrimiento se evaluaron mediante ensayos gravimétricos y electroquímicos de polarización anódica en solución fisiológica simulada Hank, mientras que las pruebas de evolución de hidrógeno se realizaron en solución de NaCl 0,9% en peso. La caracterización del recubrimiento y de los productos de corrosión se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX) y difracción de rayos X (DRX). Los resultados obtenidos mostraron que los recubrimientos de MgF2 reducen de forma significativa la velocidad de corrosión así como la evolución de hidrógeno de las aleaciones estudiadas. El análisis de los productos resultantes de la degradación del recubrimiento demostró que estos eran ricos en oxígeno, fósforo y calcio, hecho que evidencia un potencial carácter bioactivo de las aleaciones recubiertas.
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Sin embargo, en el proceso de degradación se genera una elevada evolución de hidrógeno cuya acumulación puede dar lugar a la necrosis de los tejidos circundantes, lo cual hace que su uso en este tipo de aplicaciones se vea reducida. Con objeto de evitar este inconveniente, en la actualidad una de las opciones consideradas es la síntesis de recubrimientos de características biodegradables que controlen el proceso de degradación del magnesio, de tal manera que el implante pueda mantener suficiente integridad mecánica durante el periodo de curación del tejido óseo dañado así como controlar la generación de hidrógeno. En el presente trabajo se seleccionaron las aleaciones comerciales Elektron 21 como objeto de estudio y la aleación AZ91D a modo comparativo, sobre las cuales se realizó un tratamiento por conversión química en soluciones acuosas con diferentes concentraciones de HF con el objetivo de obtener recubrimientos biodegradables de MgF2. Las muestras con y sin recubrimiento se evaluaron mediante ensayos gravimétricos y electroquímicos de polarización anódica en solución fisiológica simulada Hank, mientras que las pruebas de evolución de hidrógeno se realizaron en solución de NaCl 0,9% en peso. La caracterización del recubrimiento y de los productos de corrosión se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX) y difracción de rayos X (DRX). Los resultados obtenidos mostraron que los recubrimientos de MgF2 reducen de forma significativa la velocidad de corrosión así como la evolución de hidrógeno de las aleaciones estudiadas. El análisis de los productos resultantes de la degradación del recubrimiento demostró que estos eran ricos en oxígeno, fósforo y calcio, hecho que evidencia un potencial carácter bioactivo de las aleaciones recubiertas.PregradoIngeniero QuímicoMagnesium alloys have been recently considered as attractive candidates for the potential fabrication of temporary orthopedic implants, due to their excellent combination of biocompability and mechanical properties. Nevertheless, their degradation is accompanied by the hydrogen evolution which accumulation may originate necrosis of the surroundings tissues. In order to overcome this inconvenient, one of the options recently considered is the synthesis of biodegradable coatings, which can be able to control the magnesium degradation, so that the mechanical integrity of the implant may be maintained during the bone healing process. In the present work the commercial Elektron 21 and AZ91D (as reference) magnesium alloys were selected. Over both alloy MgF2 biodegradable coating was synthetized by immersion of the specimens in aqueous solutions with different proportions of HF up to 4% (vol.). The specimens were then evaluated by electrochemical and gravimetric test in Hank´s solution, while the hydrogen evolution test was carried out in 0.9 wt.% NaCl solution. Both the coating and the corrosion products resultant from the degradation process of the specimens were examined by scanning electron microscopy (SEM-EDX) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that MgF2 coatings significantly reduced the corrosion rate of the magnesium alloys studied. The analysis of the corrosion products confirmed the presence of oxygen, phosphorous and calcium that suggests an bioactive character of the coated specimens.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicoquímicasIngeniería QuímicaEscuela de Ingeniería QuímicaBioimplantesRecubrimientosAleaciones de magnesioConversión químicaBioimplantsCoatingsMagnesium alloysChemistry conversionSíntesis y evaluación de recubrimientos de mgf2 por conversión química sobre aleaciones de magnesio para la fabricación de implantes ortopédicos biodegradables de uso temporalSynthesis and evaluation of mgf2 chemistry conversion coatings over magnesium alloys for the production of biodegradable implants for temporary use orthopedicTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf1412357https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/a6c5f461-00b9-4159-a3c8-a6970537f06a/download0617d7939222144f1a5cde99f5d3deeeMD51Documento.pdfapplication/pdf4372913https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/39d7bfd7-9022-4833-8c85-0dc0f6a1dc37/download7b4286323726b4ba31497e536665f632MD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf1234248https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/94392d40-3aea-4475-be0d-0de799aed200/download04a48ace63a0b16aded0633a4a18e056MD5320.500.14071/26659oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/266592024-03-03 14:28:01.963http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co