Propiedades anticorrosivas y antibacteriales de recubrimientos nanoestructurados de ZnO electrosintetizados sobre aleaciones de titanio previamente modificadas

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

Río Cuarto

Congreso; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados,; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto Río Cuarto, Córdoba, Argentina

El Ti y sus aleaciones son materiales de gran importancia en el área de los biomateriales debido a sus propiedades mecánicas y buena resistencia a la corrosión (1). Dentro de las aleaciones de Ti, Nitinol (NiTi) y Ti-6Al-4V son ampliamente estudiadas, aunque la liberación de Ni, Al y V en el cuerpo humano se convirtió en una preocupación debido a que estos iones pueden generar reacciones adversas para la salud (2,3). Además, una vez alojados dentro del cuerpo, es posible que distintas bacterias se acumulen y crezcan sobre la superficie del implante, lo cual es una de las principales causas de falla (4). Debido a esto, 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, las superficies de ambas aleaciones de Ti fueron modificadas previamente mediante oxidación química en peróxido de hidrógeno y luego utilizadas como sustrato para la electroformación de nanoestructuras de ZnO, con el objetivo de proporcionarle a las aleaciones tanto propiedades anticorrosivas como antibactericidas. Para la oxidación química de las muestras, estas fueron sumergidas en una solución 30 % v/v de H2O2 a 80 °C durante 1 hora. 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/AgCl/KCl(sat)) durante 2 horas a temperatura ambiente. La presencia de ZnO fue confirmada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) y dispersión de energía de rayos X (EDX, por sus siglas en inglés). Las nanoláminas formadas presentaron un largo de 3 μm y un ancho que varía entre los 40 y 100 nm. Luego de haber realizado el electrodepósito, se realizaron los ensayos de corrosión en solución de Ringer y se pudo comprobar que la oxidación química en H2O2, sumado a la presencia de ZnO desplaza el potencial de corrosión hacia valores más nobles, manteniendo una baja densidad de corriente de corrosión y, en el caso del NiTi, evitando el proceso de picado. Finalmente, se procedió a evaluar la capacidad antibactericida de los recubrimientos. Para esto se utilizó el método de Bauer et al. (6). La cepa estudiada fue un cultivo de Staphylococcus aureus 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 en ambas aleaciones recubiertas, obteniéndose halos de inhibición de 15 y 20 mm para NiTi y Ti-6Al-4V, respectivamente.