Efecto de la morfología de las nanoestructuras formadas por medio de anodizado en una aleación superelástica base Ti sobre sus propiedades biocompatibles in vitro

Meléndez Anzures, Frank Eduardo (2017) Efecto de la morfología de las nanoestructuras formadas por medio de anodizado en una aleación superelástica base Ti sobre sus propiedades biocompatibles in vitro. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

En la última década, el desarrollo de materiales biocompatibles ha entrado en la era de la nanotecnología. La interfaz entre los materiales biocompatibles y la nanotecnología ha creado enormes oportunidades para mejorar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades. El éxito de un material biocompatible está intrínsecamente ligado con el mejoramiento de sus propiedades. Las aleaciones con memoria de forma, poseen la propiedad mecánica de recordar una forma previamente establecida aún después de someter la estructura a deformaciones severas. Ocurre mediante un simple calentamiento, efecto de memoria de forma o con simplemente retirar la carga, efecto superelástico. Esto ocurre debido a un cambio en la estructura cristalina del material en dos diferentes fases: la Austenita (alta temperatura) y la Martensita, (baja temperatura). Estas propiedades sumadas a su bajo costo relativo, su facilidad de manufactura y su biocompatibilidad, hacen de estas aleaciones un interesante objeto de estudio para su aplicación en el área de biomedicina. Las aleaciones equiatómicas de TiNi, debido a sus superiores propiedades mecánicas han sido hasta el momento las más utilizadas, sin embargo, existe la preocupación por el Ni, el cuál causa hipersensibilidad y es cancerígeno. Por ello, nuevas aleaciones de titanio de alta resistencia compuestas de elementos no tóxicos se requieren en aplicaciones médicas. Es en este sentido en el que se justifica el trabajo que aquí se propone, pues se estudia una aleación Ti-24Zr-10Nb-2Sn con propiedades de memoria de superelasticidad con el fin de ser utilizada como prótesis. La superficie de este tipo de aleaciones forma de manera natural una capa de óxido Ti del orden de 2-10 nm, esta capa de óxido eleva la biocompatiblidad de la aleación, además de mejorar la oseointegración. Uno de los problemas principales es el tiempo en el que se forma esta capa de óxido, en este trabajo se empleó la técnica de anodizado para generar nanoestructuras de óxido de titanio que le confieren a la superficie una funcionalidad distinta a la del resto del material. Se estudió la biocompatibilidad de la aleación Ti-24Zr-10Nb-2Sn funcionalizada por la técnica de anodizado mediante pruebas de experimentación “in vitro” empleando cultivos celulares, con lo que se determinó la citotoxicidad de la aleación. El éxito de los biomateriales no solo depende de la oseointegración, sino también de la presencia de un entorno estéril alrededor del material. Uno de los principales problemas asociados a las placas metálicas son las infecciones post-operatorias que pueden llegar a provocar el rechazo del material. Una forma de prevenir estas infecciones es modificar la superficie del material para proveerla con propiedades antibacterianas. Por tal motivo, se estudió la liberación “in vitro” del fármaco gentamicina a partir de las aleaciones anodizadas de Ti-24Zr-10Nb-2Sn y se determinaron las propiedades antibacterianas de la aleación funcionalizada mediante pruebas microbiológicas “in vitro” contra S. aureus. Para concluir, se evaluó “in vivo” el comportamiento de la aleación funcionalizada con nanoestructuras, a partir de la implantación quirúrgica de la aleación en la mandíbula de ratas con lo cual se estudió la evolución y la regeneración del tejido óseo.

Tipo de elemento:

Tesis (Maestría)

Información adicional:

Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Nanotecnología

Divisiones:

Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Usuario depositante:

Lic. Josimar Pulido

Creadores: