Recubrimientos dobles de cerio y epoxi modificados con polipirrol y nanopartículas de plata formados sobre aleaciones de Mg

A. P. LOPERENA; I. L. LEHR; M. B. GONZÁLEZ; L.I. BRUGNONI; S. B. SAIDMAN

Valdivia

Congreso; 19° Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales; 2019

El magnesio y sus aleaciones son materiales biocompatibles con buenas propiedades mecánicas y una densidad similar a la del hueso humano, lo que los convierte en alternativas prometedoras para su uso como implantes [1]. Al ser materiales biodegradables, se corroen y disuelven completamente en condiciones fisiológicas evitando la necesidad de una cirugía de remoción del implante. Sin embargo, la rápida velocidad de disolución del magnesio y sus aleaciones en condiciones fisiológicas conduce a la falla prematura del implante, lo que constituye un impedimento para esta aplicación [2]. En los últimos años se han estudiado métodos para controlar la velocidad de disolución de estas aleaciones a partir del desarrollo de recubrimientos protectores biocompatibles. Los recubrimientos compuestos por óxidos e hidróxidos de cerio han demostrado ser efectivos en la protección contra la corrosión de aleaciones de magnesio [3]. Por otro lado, se han estudiado recubrimientos epoxi cuya propiedad barrera impide el contacto entre el sustrato y el medio corrosivo, evitando así la rápida disolución del Mg [4]. Por otra parte, el polipirrol (PPy) es un polímero conductor biocompatible ampliamente utilizado en diversos campos debido a su alta conductividad, su preparación simple a partir de soluciones acuosas y su buena estabilidad en el ambiente, y ha ganado importancia como material capaz de proteger a los metales frente a la corrosión [5]. Se ha reportado que la adición de PPy a recubrimientos epoxi mejora las propiedades anticorrosivas del mismo [6]. En otro orden de cosas, la síntesis de nanopartículas de plata (AgNPs) ha atraído la atención de científicos en los últimos años debido a que poseen numerosas propiedades como por ejemplo alta conductividad eléctrica, capacidad bactericida y elctrocatalítica [7-9]. En este trabajo se presenta un recubrimiento doble formado sobre una aleación de Mg AZ91D con el objetivo de disminuir su velocidad de corrosión en solución fisiológica simulada (Ringer). El recubrimiento consiste en una primera película generada en una solución 50 mM Ce(NO3)3 + 6 mM H2O2 +5 mM C6H8O6 (ácido ascórbico) (RCe). La segunda película es un recubrimiento a base de resina epoxi cuyo espesor se controló mediante el uso de una plantilla de papel España de grosor conocido. Con el objetivo de mejorar el comportamiento anticorrosivo del recubrimiento y otorgar propiedades antibacteriales, se sintetizó químicamente un compuesto constituido por PPy y con AgNPs que fue añadido al epoxi antes de su colocación sobre la primera película (RCe-Ep/PPyAgNps). Las propiedades anticorrosivas del recubrimiento doble se evaluaron mediante el seguimiento del potencial de circuito abierto, técnicas de polarización e impedancia faradaica en solución de Ringer. A su vez, la actividad antibacteriana contra la bacteria E. coli se evaluó mediante la técnica Kirby-Bauer modificada. Los resultados demuestran que el recubrimiento generado otorga protección anticorrosiva a la aleación de Mg AZ91D en solución de Ringer. La mejora en la resistencia a la corrosión se atribuye a la presencia de óxidos e hidróxidos de cerio, al efecto barrera otorgado por la película epoxi, a la alta capacidad oxidativa del PPy que contribuye a mantener al metal en su estado pasivo y al aumento en la conductividad gracias a las AgNPs. Las nanopartículas de Ag presentes en el PPy, confieren propiedades antibacteriales al recubrimiento, obteniéndose un halo de inhibición de 5 mm contra E. coli.