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Texturización Superficial Jerárquica de Cerámicas de Hidroxiapatita: Influencia en la Resistencia de Unión Adhesiva de Polímeros de Policaprolactona

Autores: Biggemann, Jonas; Müller, Philipp; Köllner, David; Simon, Swantje; Hoffmann, Patrizia; Heik, Paula; Lee, Jung Heon; Fey, Tobias

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Texturización Superficial Jerárquica de Cerámicas de Hidroxiapatita: Influencia en la Resistencia de Unión Adhesiva de Polímeros de Policaprolactona


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Superficies cerámicas
Hidroxiapatita
Materiales compuestos
Texturización de superficies
Resistencia de unión adhesiva
HAp texturizado superficial jerárquico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La manipulación personalizada de superficies cerámicas ha ganado interés reciente para optimizar el rendimiento y la vida útil de los materiales compuestos utilizados como implantes. En este trabajo, se desarrolló un texturizado superficial jerárquico de cerámicas de hidroxiapatita (HAp) para mejorar la débil resistencia de unión adhesiva en compuestos de hidroxiapatita y policaprolactona (HAp/PCL). Se realizaron cuatro tipos diferentes de morfologías superficiales periódicas (surcos, pozos cilíndricos, ondas lineales y colinas gaussianas) mediante una técnica de moldeo por micro-transferencia cerámica en el rango submilimétrico. Se obtuvo un posterior rugosidad superficial y funcionalización en una escala de micrones a nanómetros mediante dos grabados diferentes con ácido clorhídrico y ácido tartárico. Un acoplamiento de silano con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) mejoró la adhesión química entre la superficie de HAp y PCL a escala nanométrica mediante la formación de interacciones dipolo-dipolo y enlaces covalentes. Se investigaron las resistencias de unión adhesiva de los texturizados superficiales individuales y combinados realizando pruebas de corte compresivo de solapa simple. Todos los tipos de texturizado individuales (macro, micro y nano) mostraron resistencias de interfaz HAp/PCL significativamente mejoradas en comparación con la referencia de HAp no texturizada, basándose en una adhesión mecánica, física y química mejorada. Los mecanismos de efecto independientes permiten la combinación jerárquica deliberada de todos los tipos de texturizado sin influencias negativas. El HAp texturizado superficial jerárquico mostró una resistencia de unión adhesiva 6.5 veces mayor (7.7 +/- 1.5 MPa) que la referencia no texturizada, demostrando que el texturizado superficial es un método atractivo para optimizar la adhesión de componentes en compuestos para posibles implantes médicos.

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