Obtención y caracterización de recubrimientos de Brushita, Dióxido de Titanio (TiO2) y sus bicapas sobre acero 316L

F. N. Jiménes, B. Segura, L. R. Giraldo, J. A. Cortés, O. Moscoso, P. A. Forero

Resumen


La síntesis y estudio de biomateriales con propiedades biomecánicas y de biocompatibilidad es un tema de continua investigación por parte de la comunidad científica. Compuestos como la hidroxiapatita (HA) y la brushita, que poseen interesantes propiedades y a la vez son biocompatibles, están siendo utilizados como capa barrera entre materiales como el acero 316L y medios biológicos, disminuyendo así el flujo de iones de hierro del acero hacia los fluidos biológicos. Si bien estudios recientes presentan avances en términos de la adherencia  de estos materiales a diferentes metales, aún hay desafíos abiertos en pro de mejorar su adherencia sobre el metal deseado. En este trabajo se obtuvieron recubrimientos compuestos de bicapas de brushita y dióxido de titanio (TiO2). A continuación, se presentan los protocolos seguidos para síntesis de los recubrimientos de brushita, dióxido de titanio y sus bicapas sobre acero 316 L, así como la caracterización estructural mediante espectrometría infraroja (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de energía dispersiva (EDS) de los recubrimientos obtenidos. Los resultados muestran que la combinación brushita/ TiO2 parece tener una buena efectividad, dado que el dióxido de titanio ayuda a la adherencia de la brushita.


Palabras clave


Brushita, Dióxido de Titanio, electroquímica, Silar.

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Referencias


  • López, D., Rosero, N., Ballare, J., Durán, A., Aparicio, M., Ceré, S.Surface Coatings Technology, (10): 2194-2201, 2008, pp. 202.
  • Wen, C., Xu, W., Hu, Y., Hodgson, P. “Hydroxyapatite/titania sol-gel coatings on titanium-zirconium alloy for biomedical applications,” Acta Biomaterialia, vol. 3, no. 1, pp. 403-410, 2007.
  • Min Ho, H., Dong Hyun, H., Kwang Mahn, K., Yong Keun, L. “Study on bioactivity and bonding strength between Ti alloy substrate and TiO2 film by micro-arc oxidation,” Thin Solids Films, vol. 519, no. 1,pp. 7065-7070, 2011.
  • Balamurugan, A., Balossier, G., Kannan, S., Michel, S., Rajeswari, S. “Electrochemical and structural characterization of zirconia reinforcedhydroxyapatite bioceramic sol–gel coatings on surgical grade 316L SS for biomedical applications,” Materials Science Engineering,vol. 27, no. 1, pp. 162-171, 2007.
  • Britel, O. “Modélisation et optimisation part la methodologie desplans d’expérience de la synthèse de l’hydroxyapatite phosphocalcique,du phosphate tricalcique apatitique et du phosphate de calcium apatitique carbonate,” Thése doctorale, Université Mohammed V – Agdal Faculté Des Sciences, 2007.
  • Xie, J., Luan, L. “Formation of hydroxyapatite coating using novelchemo-biomimetic method,” Journal of Materials Science: Materials in Medicine, vol. 19, no. 10, pp. 3211-3220, 2008.
  • Yang, X. “Biomimetic Ca-P coating on precalcified Ti plates by electrodeposition method,” Applied surface science, vol. 256, no. 9, pp.2700-2704, 2010.
  • Forsgren, J. “Formation and adhesion of biomimetic hydroxyapatite deposited on titanium substrates,” Acta Biomaterialia, vol. 3, no. 6,pp. 980-984, 2007.
  • Ohtsuki, C., Kamitakahara, M., Miyazaki, T. “Coating bone-like apatite onto organic substrates using solutions mimicking body fluid,” Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, vol. 1, no. 1, pp. 33-38, 2007.
  • Takeuchi, A. “Biomimetic deposition of hydroxyapatite on a synthetic polypeptide with β sheet structure in a solution mimicking body fluid,” Journal of Materials Science: Materials in Medicine, vol. 19, no.1, pp. 387-393, 2008.
  • Pribosic, I., Klopcic, S.B., Kosmac, T. “Biomimetic preparation and characterization of bioactive coatings on alumina and zirconia ceramics,” Journal of the American Ceramic Society, vol. 93, no. 1, pp. 288-294, 2010.
  • Wood, M.A. “Colloidal lithography and current fabrication techniques producing in-plane nanotopography for biological applications,” Journal of the Royal Society Interface, vol. 4, no. 12, pp. 1-17, 2007.
  • Li, Y. “The biocompatibility of nanostructured calcium phosphate coated on micro-arc oxidized titanium,” Biomaterials, vol. 29, no. 13, pp. 2025-2032, 2008.
  • Guo, Y., Zhou, Y., Jia, D. “Fabrication of hydroxycarbonate apatite coatings with hierarchically porous structures,” Acta Biomaterialia, vol. 4, no. 2, pp. 334-342, 2008.
  • Marie, P.J. “Strontium ranelate: a novel mode of action optimizing bone formation and resorption,” Osteoporos, vol. 16, no. 1, pp. 7-10,2005.
  • Ammann, P. “Strontium ranelate: a novel mode of action leading to renewed bone quality,” Osteoporos, vol. 16, no. 1, pp. 11-15, 2005.
  • Schneider, J., Matsuoka, M., Takeuchi, M., Zhang, J., Horiuchi, Y.,Anpo, M., Bahnemann, D. “Understanding TiO2 Photocatalysis:Mechanisms and Materials,” Chem. Rev., vol. 114, no. 19, p. 9919–9986, 2014.
  • Diamond, S., Kennedy, S., Melby, N., Moser, R., Poda, A., Weiss, C.,Brame, J. “Assessment of the potential hazard of nano-scale TiO2 in photocatalytic cement: application of a tiered assessment framework,”NanoImpact, vol. 8, pp. 11-19, 2017.
  • Lamberti, A., Pirri, C. “TiO2 nanotube array as biocompatible electrode in view of implantable supercapacitors,” Journal of Energy Storage, vol. 8, pp. 193-197, 2016.
  • Wang, L., Shi, L., Chen, J., Shi, Z., Ren, L., Wang, L. “Biocompatibility of Si-incorporated TiO2 film prepared by micro-arc oxidation,” Materials Letters, vol. 116, pp. 35 38, 2014.
  • Awad, N., Edwards, S., Morsy, Y. “A review of TiO2 NTs on Ti metal:Electrochemical synthesis, functionalization and potential use as bone implants,” Materials Science and Engineering: C, vol. 76, pp.1401-1412, 2017.
  • Brett, C., M. B. A, Electrochemistry: Principles, methods and applications,Oxford University Press, 1993.
  • García, F.J., Giraldo, B.S., Parra, E.R., Lopez, G.L. “Synthesis of TiO2 thin films by the SILAR method and study of the influence of annealing on its structural, morphological and optical properties,” Ingeniare,vol. 23, no. 4, pp. 622-629, 2014.
  • García, F. N. J., Álvarez, H. H. O., Pineda, H.R. “Depósito de películas de ZnSO4 • 3Zn(OH)2 • 4H2O por el método SILAR y su estudio por DRX, SEM Y μ-RAMAN,” Ingeniería y Ciencia, vol. 8, no. 15,pp. 31-45, 2012.
  • Jaworski, R. “Characterization of mechanical properties of suspension plasma sprayed TiO2 coatings using scratch test,” Surface & Coatings Technology, vol. 202, no. 12, pp. 2644-2653, 2008.
  • Lamaka, S. “Nanoporous titania interlayer as reservoir of corrosion inhibitors for coatings with self healing ability,” Process in organic coatings, vol. 58, no. 2-3, pp. 127-135, 2007.
  • González, M. d. l. A., González, M. “Deposición electroquímica de películas superconductoras de alta temperatura crítica.,” Universidad Complutense de Madrid. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Inorgánica., 1999-2000.
  • Hernández Enríquez, M., García Serrano, L.A., Zeifert Soares, B.H., García Alamilla, R., Zermeño Resendiz, B., Del Angel Sánchez, T., Cueto Hernández, A. “Síntesis y Caracterización de Nanopartículas de N-TiO 2 – Anatasa,” Superf. y Vacío, vol. 21, no. 4, pp. 1-5, 2008.
  • Arias Durán, A. “Determinación de Parámetros Óptimos Para la Obtención de Películas Delgadas de TiO2 en Fase Anatasa Mediante la Técnica Magnetrón Sputtering d.c.,” Santiago de Cali, 2013.




DOI: http://dx.doi.org/10.31908/19098367.3713

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