EFECTO DEL TRATAMIENTO CATÓDICO EN MEDIO ÁCIDO EN LA BIOCOMPATIBILIDAD DE SUPERFICIES DE ÓXIDO DE TITANIO

MANUEL GARCIA; JORGE TRINCAVELLI; OSVALDO R. CÁMARA,; FABIANA Y. OLIVA.

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

En este trabajo se investigó la influencia de un tratamiento electroquímico catódico en la electrodeposición de apatitas sobre superficies de óxido de titanio (TiO2) formadas sobre titanio metálico. El tratamiento catódico generado produce estados superficiales que modifican propiedades semiconductoras de la película de TiO2, como el potencial de banda plana (Efb) y la concentración de donores (ND). Se estudió la influencia del tratamiento en el cambio de estas propiedades y su efecto en la formación de depósitos superficiales de hidroxiapatitas. Para ello se realizó una caracterización fisicoquímica de las superficies obtenidas. Se prepararon películas de TiO2 mediante anodización electroquímica hasta un potencial final de 3 V en NaCl 0,1 M a pH 7. El proceso de tratamiento catódico se llevó cabo a través de polarizaciones cíclicas sucesivas desde potencial de circuito abierto hasta -0.8 V en intervalos de 0,2 V en NaCl 0,1 M en medio ácido y atmosfera de nitrógeno. El proceso de electrodeposición se realizó mediante un barrido lineal de potencial a 0,1 mV/s hasta potenciales finales de -1,4 y -2,4 V en una solución modificada de fluido biológico simulado (FBS)1 a pH 7,4 y 37 ºC en atmosfera de nitrógeno. Todas las medidas electroquímicas se llevaron a cabo en una celda de 3 electrodos, utilizando como electrodo de referencia un electrodo Ag/AgCl, y una lámina de platino como contraelectrodo. Con el objetivo de evaluar la bioactividad de los depósitos, las muestras fueron inmersas en FBS a 37 ºC durante 5 días. La estructura y morfología de los depósitos obtenidos fueron analizadas por técnicas de difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia RAMAN. La composición química fue analizada mediante espectroscopia de energía dispersiva (EDS). La hidrofilicidad de las muestras fue determinada a partir de medidas de ángulo de contacto. Los resultados experimentales obtenidos permiten observar que el tratamiento catódico genera cambios en las propiedades semiconductoras de las películas, principalmente un aumento en ND. El proceso de electrodeposición muestra una curva corriente-potencial con un perfil característico asociado al mecanismo de electro-precipitación de hidroxiapatitas. Los depósitos generados hasta -1,4 V muestran un aumento en la hidrofilicidad respecto al oxido base del orden de los 20º, mientras que los generados hasta potenciales de -2,4 V producen superficies superhidrofílicas. Las micrografías SEM muestran que el barrido de potencial hasta -2,4 V en FBS genera depósitos heterogéneos de cristales de apatitas, mientras que los barridos de potencial hasta -1,4 V no presentan depósitos. Así mismo la prueba de bioactividad mostró que las superficies que fueron sometidas a pretratamiento catódico generaron depósitos de hidroxiapatitas más homogéneas estequiométricas y cristalinas. Es posible concluir entonces que el tratamiento catódico genera estados superficiales que incrementan la concentración de portadores de carga en la superficie, estados que podrían estar jugando un importante rol en el fenómeno de electrodeposición de apatitas. 1- Ji-Ho Park, Doug-Youn Lee, Keun-Taek Oh, Yong-Keun Lee, Kwang-Mahn Kim, Kyoung-Nam Kim Materials Letters 60 (2006) 2573?2577.