Análisis electroquímico de los recubrimientos de hidroxiapatita ovina crecidos por ruta hidrotermal sobre capas de TiO2 obtenidas por oxidación electrolítica por plasma

Abstract

El desempeño de los biomateriales con aplicaciones en implantes depende tanto de su composición elemental, como de la formación de la superficie, por lo que es importante además del material a emplear, establecer la composición ideal que debe tener la superficie, al entrar en contacto con microorganismos. Ante esto, las biocerámicas como la Hidroxiapatita son de gran interés en la industria biomédica, debido a que su composición química es muy similar a la parte mineral de los tejidos óseos, por lo que en contacto con sistemas vivos tiene una respuesta biológica favorable; aunque no tiene las propiedades mecánicas adecuadas al momento de funcionar como un implante. Es a partir de esto, que se emplean materiales como titanio y sus aleaciones, para el andamiaje de esto implantes. Sin embargo, a pesar de esto la respuesta bioactiva en sistemas vivos no es la óptima. Es por esto, que este trabajo investigativo desarrolló la modificación superficial de sustratos de Ti puro a través de OEP (Oxidación electrolítica por plasma) e hidrotermal, con la aplicación de hidroxiapatita ovina y su posterior evaluación por técnicas electroquímicas en una solución electrolítica de fluido biológico simulado. Para ello, se realizó una primera deposición de semillas de HAp por medio de OEP y la formación de TiO2, y posteriormente se procedió a la aplicación de proceso HT con el que se realizó un crecimiento ordenado de las diferentes hidroxiapatitas (T600 °C, T800 °C, 1000 °C y comercial) sobre la superficie de TiO2. Las muestran fueron caracterizadas por DRX, MEB-EDX, donde se observó el ordenamiento y formación de la hidroxiapatita de las semillas depositadas previamente OEP, de las difractogramas, al igual que se observó que las muestra con el que se llevó a cabo el proceso hidrotermal muestran una hidroxiapatita cristalina. Finalmente, se hizo evaluaciones electroquímicas, donde los resultados arrojaron una mejora de las muestras que sólo fueron tratadas con OEP a las que fueron tratadas combinando las técnicas de OEP e HT. Adicionalmente la muestra T800 °C mostró una mejora significativa en comparación con las otras tres muestras en cuanto a la velocidad de corrosión y la resistencia a la polarización. (Texto tomado de la fuente)

The performance of biomaterials with applications in implants depends both on their elemental composition and on the formation of the surface, so it is important, in addition to the material to be used, the ideal composition that the surface should have when in contact with microorganisms. Bioceramics materials such as hydroxyapatite have great interest in biomedicine because their chemical composition is very similar to the mineral part of bone tissues, so that in contact with living systems, they have a favorable biological response, but do not have adequate mechanical properties when working as an implant. Due to this those materials such as Ti and Ti alloys are used for the scaffolding of these implants. Despite this, the bioactive response in living systems is not optimal. For this reason, in this work we developed the surface modification of pure Ti substrates through Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) and hydrothermal treatment (HT), with the application of ovine hydroxyapatite and its subsequent evaluation by electrochemical techniques in an electrolytic solution of simulated biological fluid. For this purpose, a first HAP seed deposition was carried out by means of PEO, followed by the application of HT process which allowed an ordered growth of different hydroxyapatites (T600 °C, T800 °C, T1000 °C and commercial) on the TiO2 surface. The samples were characterized by DRX, SEM-EDX, where it was observed the ordering and formation of the hydroxyapatite of the seeds previously deposited PEO, from the DRX patterns was observed that the samples that had the hydrothermal process showed a crystalline hydroxyapatite. Finally, electrochemical evaluations were performed, where the results showed an improvement of the samples that were treated with PEO comparing to those that were treated combining the PEO and HT techniques. Additionally, the T800 °C sample showed a significant improvement compared to the other three samples in terms of corrosion rate and polarization resistance.