ELECTROSÍNTESIS DE ZnO ANTIBACTERIAL SOBRE SUPERFICIES DE NITINOL Y Ti-6Al-4V PREVIAMENTE MODIFICADAS MEDIANTE OXIDACIÓN EN H2O2

ALEJANDRA L. MARTÍNEZ; MELISA SAUGO; LORENA I. BRUGNONI; DANIEL O. FLAMINI; SILVANA B. SAIDMAN

Mar del Plata

Congreso; 20º Congreso Internacional de Materiales SAM CONAMET; 2022

Dentro del área de estudio de los biomateriales, el Ti y sus aleaciones se utilizan ampliamente debido a que poseen adecuadas propiedades mecánicas combinadas con una buena resistencia a la corrosión (1). En particular, las aleaciones Nitinol (NiTi) y Ti-6Al-4V han sido extensamente estudiadas en este campo, aunque la liberación de Ni, Al y V, respectivamente, dentro del cuerpo humano puede llegar a ser un problema (2,3). Además, una vez alojados dentro del cuerpo, es posible que distintas bacterias se acumulen y crezcan sobre la superficie, lo cual es una de las principales causas de falla del implante (4). Ciertos óxidos metálicos han sido estudiados como agentes bactericidas, entre ellos el ZnO, que es biocompatible y posee una baja toxicidad (5).En este trabajo, la superficie de ambas aleaciones fue modificada mediante oxidación química en peróxido de hidrógeno y luego se utilizó como sustrato para la electroformación de ZnO, con el objetivo de obtener simultáneamente un buen comportamiento ante la corrosión y propiedades bactericidas.Para la oxidación química de las muestras, estas fueron sumergidas en una solución al 30 % v/v de H2O2 a 80 ºC durante 1 hora. Los óxidos obtenidos resultaron adherentes y la caracterización de los mismos, mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y difracción de rayos X (DRX), determinó que para ambas aleaciones están constituidos principalmente por TiO2. La protección ante la corrosión ofrecida por estos óxidos fue determinada en solución de Ringer a temperatura ambiente mediante distintas técnicas electroquímicas tales como medidas de potencial a circuito abierto (PCA), voltametría de barrido lineal, polarizaciones de Tafel y cronoamperometrías (CA). Estas medidas permitieron determinar que los óxidos formados protegen a ambas aleaciones de la corrosión, evitando el proceso de picado, que sólo ocurre en el NiTi, y logrando disminuir la densidad de corriente de corrosión y desplazar el potencial de corrosión hacia valores más anódicos. Luego, se procedió a la formación electroquímica de ZnO. Para esto se utilizó una solución conteniendo 0,1 M ZnNO3 + 0,1 M KCl y se aplicó un potencial de -1,1 V (vs Ag/AgClsat) durante 1 hora a temperatura ambiente. La presencia de ZnO fue confirmada mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y dispersión de energía de rayos X (EDX). Luego de haber realizado el electrodepósito, se repitieron los ensayos de corrosión en solución de Ringer y efectivamente se pudo comprobar que la presencia de ZnO no produjo una disminución significativa de la protección alcanzada previamente, manteniendo una baja densidad de corriente de corrosión y evitando el proceso de picado en el NiTi. Finalmente, se procedió a evaluar la capacidad antibacterial de los recubrimientos. Para esto se utilizó elmétodo de Bauer et al. (6). La cepa estudiada fue un cultivo de Escherichia Coli (E. Coli) y se determinó la capacidad antibacterial de las muestras, considerando el ancho de la zona de inhibición alrededor de las superficies cubiertas. Se determinó que la presencia de ZnO logra inhibir a la bacteria E. Coli en el caso de ambas aleaciones recubiertas.