BIOCERÁMICOS POROSOS DE HIDROXIAPATITA Y TiO2 OBTENIDOS A PARTIR DE GELES SECADOS CON CO2 SUPERCRÍTICO

R. PARRA; G. M. HERNÁNDEZ; M. A. FANOVICH

Mar del Plata

Jornada; 3ras. Jornadas de Investigación en Cerámica (JONICER 2017); 2017

ATAC, UNMdP; INTEMA

Desde hace más de dos décadas, se investiga la obtención de materiales porosos con la finalidad de utilizarlos como soportes en procesos de regeneración de tejidos. Específicamente, los soportes para la osteogénesis (proceso de formación o desarrollo de hueso) deben imitar la morfología y función de la estructura ósea, con el fin de optimizar la integración con el tejido circundante. Con ese fin, una combinación de gran potencial tecnológico, es aquella que conjuga una fase con suficiente resistencia mecánica para soportar el crecimiento de nuevo hueso, y otra que sea capaz de promover el mecanismo de reparación y al mismo tiempo unirse al hueso formado. Este concepto ha dado origen al desarrollo de materiales nanoestructurados biocompatibles basados en hidroxiapatita (HA, Ca10(PO4)6(OH)2) como fase bioactiva, y dióxido de titanio (TiO2) como fase bioinerte que otorga resistencia mecánica. [1-2] En este trabajo se propone obtener materiales compuestos porosos a partir de la hidrólisis y condensación de tetrabutóxido de titanio (Ti(OBu)4) en un medio que contiene nanopartículas de HA dispersas, obtenidas en una etapa previa por vía hidrotermal. Los hidroxilos superficiales activos de HA hacen posible que los alcóxidos de Ti y las cadenas de Ti-O-Ti originadas a partir de la hidrólisis y condensación de estos precursores, puedan unirse químicamente a la superficie de las partículas de HA. De esta manera se logra un gel precursor compuesto de HA-TiO2 con una óptima dispersión a escala nanométrica. En este trabajo se prepararon geles de TiO2 y de HA-TiO2 (5 y 10%p/p HA) utilizando Ti(OBu)4, ácido acético glacial (HAc) y alcohol isopropílico como solvente. Se adicionó agua destilada para promover las reacciones de hidrólisis y condensación. Se estudió el efecto de la relación molar entre Ti(OBu)4:HAc y Ti(OBu)4:H2O sobre el tiempo de gelación y aspecto de los geles. Los soles obtenidos se dejaron envejecer a temperatura constante (35ºC). Posteriormente, los geles fueron lavados con alcohol isopropílico y tratados durante 1 h con CO2 a 60°C y 250bar en un equipo de alta presión. Los materiales porosos obtenidos fueron calcinados a 500°C en aire. Finalmente, se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y microscopia electrónica de barrido (SEM).En la síntesis de monolitos de TiO2, se encontró que empleando relaciones molares 1:2 o 1:3 entre Ti(OBu)4:HAc y Ti(OBu)4:H2O, con una concentración de Ti(OBu)4 0,8M, se obtienen geles translúcidos en tiempos cortos (10 -15 min). Se observó que el uso de un surfactante como Triton X-100 facilita la dispersión de las partículas de HA en los geles de Ti.