Cerámicas biocompuestas reforzadas con metal CaSiO-HAp para la ingeniería de tejidos óseos
Autores: Papynov, Evgeniy K.; Shichalin, Oleg O.; Belov, Anton A.; Buravlev, Igor Yu; Mayorov, Vitaly Yu; Fedorets, Alexander N.; Buravleva, Anastasiya A.; Lembikov, Alexey O.; Gritsuk, Danila V.; Kapustina, Olesya V.; Kornakova, Zlata E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cerámicas biocompuestas reforzadas con metal CaSiO-HAp para la ingeniería de tejidos óseos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Reconstructiva
Regenerativa
Cirugía ósea
Implantes biocompatibles
Aleaciones de titanio
Materiales biocerámicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La cirugía ósea reconstructiva y regenerativa se basa en el uso de implantes biocompatibles de alta tecnología necesarios para restaurar las funciones del sistema musculoesquelético de los pacientes. Ti6Al4V es una de las aleaciones de titanio más utilizadas para una variedad de aplicaciones donde se requieren baja densidad y excelente resistencia a la corrosión, incluidas las aplicaciones biomecánicas (implantes y prótesis). El silicato de calcio o wollastonita (CaSiO) y la hidroxiapatita de calcio (HAp) son materiales biocerámicos utilizados en biomedicina debido a sus propiedades bioactivas, que pueden ser potencialmente utilizados para la reparación ósea. En este sentido, la investigación investiga la posibilidad de utilizar la tecnología de sinterización por plasma de chispa para obtener nuevas cerámicas biocompuestas CaSiO-HAp reforzadas con una matriz de aleación de titanio Ti6Al4V obtenida por fabricación aditiva. Se estudiaron las composiciones de fase y elemental, la estructura y la morfología del polvo inicial de CaSiO-HAp y su biocompuesto cerámico metálico mediante métodos de fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de rayos X dispersiva por energía y métodos de análisis de Brunauer-Emmett-Teller. Se demostró que la tecnología de sinterización por plasma de chispa es eficiente para la consolidación del polvo de CaSiO-HAp en volumen con una matriz de refuerzo de Ti6Al4V para obtener un biocompuesto cerámico metálico de forma integral. Se determinaron los valores de microdureza Vickers para la aleación y las biocerámicas (~500 y 560 HV, respectivamente), así como para su área de interfaz (~640 HV). Se realizó una evaluación del factor de intensidad de tensión crítica (resistencia a la fisuración). El resultado de la investigación es nuevo y representa una perspectiva para la creación de productos de implantes de alta tecnología para la cirugía ósea regenerativa.
Descripción
La cirugía ósea reconstructiva y regenerativa se basa en el uso de implantes biocompatibles de alta tecnología necesarios para restaurar las funciones del sistema musculoesquelético de los pacientes. Ti6Al4V es una de las aleaciones de titanio más utilizadas para una variedad de aplicaciones donde se requieren baja densidad y excelente resistencia a la corrosión, incluidas las aplicaciones biomecánicas (implantes y prótesis). El silicato de calcio o wollastonita (CaSiO) y la hidroxiapatita de calcio (HAp) son materiales biocerámicos utilizados en biomedicina debido a sus propiedades bioactivas, que pueden ser potencialmente utilizados para la reparación ósea. En este sentido, la investigación investiga la posibilidad de utilizar la tecnología de sinterización por plasma de chispa para obtener nuevas cerámicas biocompuestas CaSiO-HAp reforzadas con una matriz de aleación de titanio Ti6Al4V obtenida por fabricación aditiva. Se estudiaron las composiciones de fase y elemental, la estructura y la morfología del polvo inicial de CaSiO-HAp y su biocompuesto cerámico metálico mediante métodos de fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de rayos X dispersiva por energía y métodos de análisis de Brunauer-Emmett-Teller. Se demostró que la tecnología de sinterización por plasma de chispa es eficiente para la consolidación del polvo de CaSiO-HAp en volumen con una matriz de refuerzo de Ti6Al4V para obtener un biocompuesto cerámico metálico de forma integral. Se determinaron los valores de microdureza Vickers para la aleación y las biocerámicas (~500 y 560 HV, respectivamente), así como para su área de interfaz (~640 HV). Se realizó una evaluación del factor de intensidad de tensión crítica (resistencia a la fisuración). El resultado de la investigación es nuevo y representa una perspectiva para la creación de productos de implantes de alta tecnología para la cirugía ósea regenerativa.