Fusión Selectiva por Láser y Sinterización por Plasma de Chispas: Una Perspectiva sobre Biomateriales Funcionales
Autores: Rahmani, Ramin; Lopes, Sérgio Ivan; Prashanth, Konda Gokuldoss
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Fusión Selectiva por Láser y Sinterización por Plasma de Chispas: Una Perspectiva sobre Biomateriales Funcionales
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Lograr
Compuestos ligeros
De alta resistencia
Biocompatibles
Ingeniería de tejidos
Estructuras metálicas porosas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Lograr compuestos ligeros, de alta resistencia y biocompatibles es un objetivo crucial en el campo de la ingeniería de tejidos. Estructuras metálicas porosas intrincadas, como rejillas, andamios o superficies mínimas periódicas triplemente (TPMS), creadas mediante la técnica de fusión por láser selectivo (SLM), se utilizan como matrices portadoras de carga para cerámicas rellenas. Las aleaciones metálicas principales en esta categoría son el Ti6Al4V a base de titanio y el 316L a base de hierro, que pueden tener una estructura de celda uniforme o una estructura en gradiente. Las cerámicas bien conocidas utilizadas en aplicaciones de biomateriales incluyen dióxido de titanio (TiO), dióxido de zirconio (ZrO), óxido de aluminio (AlO), hidroxiapatita (HA), wollastonita (W) y fosfato tricálcico (TCP). Para rellenar las estructuras fabricadas por SLM, se emplea una cerámica apropiada a través del método de sinterización por plasma de chispa (SPS), haciéndolas adecuadas para aplicaciones in vitro o in vivo tras un ligero posprocesamiento. El enfoque combinado SLM-SPS ofrece ventajas, como un diseño y prototipado rápidos, así como una densificación y consolidación aseguradas, aunque persisten desafíos en términos de diseño de estructuras a gran escala y moldeo. La aplicación individual o combinada de los procesos SLM y SPS se puede implementar según los requisitos específicos para el tamaño de la muestra fabricada, la complejidad de la forma, la densificación y la productividad en masa. Esta flexibilidad es una ventaja notable que ofrecen los procesos combinados de SLM y SPS. El presente artículo proporciona una visión general de los compuestos metal-cerámicos producidos a través de técnicas SLM-SPS. Mg-W-HA demuestra promesas para aplicaciones biomédicas de carga, mientras que Cu-TiO-Ag exhibe potencial para actividades virucidas. Además, una estructura de rejilla graduada funcional (FGL), ya sea en direcciones radiales o longitudinales, ofrece ventajas mejoradas al permitir ajustabilidad y control sobre la porosidad, rugosidad, resistencia y proporciones de material dentro del compuesto.
Descripción
Lograr compuestos ligeros, de alta resistencia y biocompatibles es un objetivo crucial en el campo de la ingeniería de tejidos. Estructuras metálicas porosas intrincadas, como rejillas, andamios o superficies mínimas periódicas triplemente (TPMS), creadas mediante la técnica de fusión por láser selectivo (SLM), se utilizan como matrices portadoras de carga para cerámicas rellenas. Las aleaciones metálicas principales en esta categoría son el Ti6Al4V a base de titanio y el 316L a base de hierro, que pueden tener una estructura de celda uniforme o una estructura en gradiente. Las cerámicas bien conocidas utilizadas en aplicaciones de biomateriales incluyen dióxido de titanio (TiO), dióxido de zirconio (ZrO), óxido de aluminio (AlO), hidroxiapatita (HA), wollastonita (W) y fosfato tricálcico (TCP). Para rellenar las estructuras fabricadas por SLM, se emplea una cerámica apropiada a través del método de sinterización por plasma de chispa (SPS), haciéndolas adecuadas para aplicaciones in vitro o in vivo tras un ligero posprocesamiento. El enfoque combinado SLM-SPS ofrece ventajas, como un diseño y prototipado rápidos, así como una densificación y consolidación aseguradas, aunque persisten desafíos en términos de diseño de estructuras a gran escala y moldeo. La aplicación individual o combinada de los procesos SLM y SPS se puede implementar según los requisitos específicos para el tamaño de la muestra fabricada, la complejidad de la forma, la densificación y la productividad en masa. Esta flexibilidad es una ventaja notable que ofrecen los procesos combinados de SLM y SPS. El presente artículo proporciona una visión general de los compuestos metal-cerámicos producidos a través de técnicas SLM-SPS. Mg-W-HA demuestra promesas para aplicaciones biomédicas de carga, mientras que Cu-TiO-Ag exhibe potencial para actividades virucidas. Además, una estructura de rejilla graduada funcional (FGL), ya sea en direcciones radiales o longitudinales, ofrece ventajas mejoradas al permitir ajustabilidad y control sobre la porosidad, rugosidad, resistencia y proporciones de material dentro del compuesto.