Obtención de compuesto de titanio con gradiente de porosidad mediante técnica pulvimetalúrgica
En el estudio de biomateriales de uso implantológico para la fabricación de distintos tipos de prótesis, el titanio es un metal que ha sido utilizado exitosamente debido a su buena resistencia a la corrosión y a su buena resistencia mecánica. A pesar de los avances realizados, aún subsisten algun...
| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | Tesis doctoral publisherVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/20.500.12272/7361 |
| Aporte de: |
| id |
I68-R174-20.500.12272-7361 |
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| institution |
Universidad Tecnológica Nacional |
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RIA - Repositorio Institucional Abierto (UTN) |
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Español |
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Titanio Porosidad Gradiente Hidroxiapatita Biomaterial |
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Titanio Porosidad Gradiente Hidroxiapatita Biomaterial Grinschpun, Luciano Salvador Obtención de compuesto de titanio con gradiente de porosidad mediante técnica pulvimetalúrgica |
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Titanio Porosidad Gradiente Hidroxiapatita Biomaterial |
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En el estudio de biomateriales de uso implantológico para la fabricación de distintos tipos de
prótesis, el titanio es un metal que ha sido utilizado exitosamente debido a su buena resistencia a la
corrosión y a su buena resistencia mecánica. A pesar de los avances realizados, aún subsisten
algunos problemas con este material en aplicaciones de reemplazo óseo debido a la diferencia en el
valor de módulo elástico de este metal (110 GPa) en relación al del hueso cortical (20-30 GPa) y al
hueso trabecular (1-5 GPa). Esta diferencia es una de las causas por la cual los procesos de
osteointegración de prótesis óseas no se mantienen en el tiempo debido al fenómeno de
apantallamiento de tensiones (stress shielding). En este sentido una forma de atenuar este problema
seria implantar materiales con un módulo elástico similar al del hueso.
La pulvimetalurgia es una técnica económica usada en la fabricación de compuestos que permite
controlar las características mecánicas de un compuesto mediante la introducción de poros en el
material. Sinterizando por ejemplo una mezcla de titanio en polvo y agentes espaciadores que se
eliminan durante el tratamiento térmico se puede obtener un material con estructura porosa donde
modulando las variables inherentes a la generación de porosidad durante el proceso de fabricación
se podría obtener un material con módulo elástico con valores dentro del rango de los que posee el
hueso cortical. Ademas dada la versatilidad que presentan los procesos pulvimetalurgicos, es
lógico pensar en la posibilidad de fabricar prótesis con gradiente de porosidad, imitando la
estructura ósea.
Otra de las problemáticas que se presentan en el uso de titanio para implantes es la incapacidad del
mismo de inducir los procesos biológicos de osteointegración en tiempos cortos que aseguren una
rápida fijación del material al hueso. Existen distintas propuestas para mejorar este problema. Una
es la incorporación de hidroxiapatita con el fin de activar los fenómenos de osteointegración, sin
embargo, la hidroxiapatita se descompone en presencia de titanio a las temperaturas usuales de
sinterización indicadas para este metal.
En este trabajo se exponen los resultados obtenidos en la fabricación de un compuesto de titanio
con gradiente de porosidad radial sinterizado a partir de una mezcla de hidruro de titanio y
bicarbonato de amonio. El proceso se llevó a cabo en condiciones tales que permitió la
incorporación de hidroxiapatita al compuesto. Para la obtención de las muestras se estudiaron
distintas variantes de fabricación en las distintas etapas del proceso pulvimetalurgico: mezcla de
polvos, prensado para la fabricación de modelos en verdes y tratamientos térmicos de sinterizado.
El material obtenido se caracterizó mecánicamente mediante ensayo de compresión estática. En el
compuesto con porosidad radial obtenido en este trabajo se midieron valores de módulo elástico en
el rango de 16,4 a 20 GPa, valores comprendidos dentro del rango de módulo elástico del hueso
cortical. La caracterización física de la porosidad superficial indicó un tamaño de poro apto para la
fijación de células óseas. Los resultados de los ensayos in-vivo realizados en ratas de la cepa Wistar
mostraron un bajo índice de encapsulamiento fibroso en la interfase compuesto-tejido óseo, señal
de una buena aceptación del material por parte del organismo. Los resultados de estos estudios
mostraron además crecimiento óseo sobre la superficie del compuesto y en el interior del material
con porosidad interconectada, lo que indica una buena respuesta al proceso de osteointegración en
los primeros estadios del proceso. |
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Oldani, Carlos |
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Oldani, Carlos Grinschpun, Luciano Salvador |
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Grinschpun, Luciano Salvador |
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