Desarrollo de Compuestos Verdes de PMMA/Cáscara de Café para Satisfacer los Requisitos Individuales de Personas con Discapacidades: Estudio de Caso de Espaciador de Cadera
Autores: Fouly, Ahmed; Alnaser, Ibrahim A.; Assaifan, Abdulaziz K.; Abdo, Hany S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Desarrollo de Compuestos Verdes de PMMA/Cáscara de Café para Satisfacer los Requisitos Individuales de Personas con Discapacidades: Estudio de Caso de Espaciador de Cadera
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Antibiótico
Cemento óseo
Cáscara de café
Propiedades mecánicas
Propiedades tribológicas
Material de relleno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Al reemplazar una articulación de cadera artificial dañada, el tratamiento implica el uso de cemento óseo impregnado con antibióticos como espaciador. Uno de los materiales más populares utilizados para espaciadores es el PMMA; sin embargo, tiene limitaciones en términos de propiedades mecánicas y tribológicas. Para superar tales limitaciones, el presente documento propone utilizar un relleno natural, cáscara de café, como refuerzo para el PMMA. El relleno de cáscara de café se preparó primero utilizando la técnica de molienda por bolas. Se prepararon compuestos de PMMA con diferentes fracciones de peso de cáscara de café (0, 2, 4, 6 y 8 % en peso). Se midió la dureza para estimar las propiedades mecánicas de los compuestos producidos, y se utilizó la prueba de compresión para estimar el módulo de Young y la resistencia a la compresión. Además, se evaluaron las propiedades tribológicas de los compuestos midiendo el coeficiente de fricción y el desgaste al frotar las muestras compuestas contra contrapartes de acero inoxidable y hueso de vaca bajo diferentes cargas normales. Los mecanismos de desgaste se identificaron mediante microscopía electrónica de barrido. Finalmente, se construyó un modelo de elementos finitos para la articulación de la cadera para investigar la capacidad de carga de los compuestos bajo condiciones de carga humana. Los resultados muestran que la incorporación de partículas de cáscara de café puede mejorar tanto las propiedades mecánicas como tribológicas de los compuestos de PMMA. Los resultados del modelo de elementos finitos son consistentes con los hallazgos experimentales, lo que indica el potencial de la cáscara de café como un material de relleno prometedor para mejorar el rendimiento de los biomateriales a base de PMMA.
Descripción
Al reemplazar una articulación de cadera artificial dañada, el tratamiento implica el uso de cemento óseo impregnado con antibióticos como espaciador. Uno de los materiales más populares utilizados para espaciadores es el PMMA; sin embargo, tiene limitaciones en términos de propiedades mecánicas y tribológicas. Para superar tales limitaciones, el presente documento propone utilizar un relleno natural, cáscara de café, como refuerzo para el PMMA. El relleno de cáscara de café se preparó primero utilizando la técnica de molienda por bolas. Se prepararon compuestos de PMMA con diferentes fracciones de peso de cáscara de café (0, 2, 4, 6 y 8 % en peso). Se midió la dureza para estimar las propiedades mecánicas de los compuestos producidos, y se utilizó la prueba de compresión para estimar el módulo de Young y la resistencia a la compresión. Además, se evaluaron las propiedades tribológicas de los compuestos midiendo el coeficiente de fricción y el desgaste al frotar las muestras compuestas contra contrapartes de acero inoxidable y hueso de vaca bajo diferentes cargas normales. Los mecanismos de desgaste se identificaron mediante microscopía electrónica de barrido. Finalmente, se construyó un modelo de elementos finitos para la articulación de la cadera para investigar la capacidad de carga de los compuestos bajo condiciones de carga humana. Los resultados muestran que la incorporación de partículas de cáscara de café puede mejorar tanto las propiedades mecánicas como tribológicas de los compuestos de PMMA. Los resultados del modelo de elementos finitos son consistentes con los hallazgos experimentales, lo que indica el potencial de la cáscara de café como un material de relleno prometedor para mejorar el rendimiento de los biomateriales a base de PMMA.