Cuantificación de aluminio y vanadio en muestras de implantes ortopédicos empleando espectroscopia UV-VIS y MCR-ALS con restricción de correlación

BELÉN, FEDERICO; VALLESE, FEDERICO DANILO; ADRIANO DE ARAÚJO GOMES; MESSINA, PAULA V.; MARCELO PISTONESI

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Universidad Nacional del Nordeste

La respuesta biológica a los implantes ortopédicos metálicos es fundamental para su rendimiento clínico, siendo la biointegración y la liberación de residuos de desgaste por tribocorrosión dos desafíos a superar. El titanio de grado 5 (aleaciones de Ti6Al4V) es actualmente, uno de los más empleados en implantes ortopédicos, pudiendo sufrir corrosión electroquímica y desgaste por ciclos de carga y descarga, que reducen la integridad estructural del implante y liberanproductos de degradación que son potencialmente tóxicos para el huésped1. Entre las técnicas analíticas mayormente empleadas en la detección de los residuos de aluminio y vanadio podemos mencionar a la Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS), Espectrometría de Emisión Atómica con Plasma Acoplado Inductivamente(ICP-AES), Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito (GFAAS), entre otras, las cuales presentan un elevado costo, motivo por el cual se considera indispensable el desarrollo de nuevos métodos que permitan susimultánea cuantificación.Los modelos quimiométricos basados en la Resolución de Curvas Multivariantes con Mínimos Cuadrados Alternos(MCRALS) se han aplicado comúnmente en varios tipos de conjuntos de datos. A diferencia del análisis de componentes principales (PCA), que recupera factores ortogonales, MCR-ALS se ocupa de la ambigüedad rotacional mediante restricciones. En el contexto de calibración multivariante, MCR-ALS se puede ajustar a datos de primer orden utilizando la restricción de correlación de área además de otras. En este caso, los scores finales de MCR estarán en la escala de concentración, lo que permite lograr una ventaja de segundo orden2.Por otro lado, es de amplio conocimiento que la quercetina es un flavonoide muy utilizado en la formación de complejos estables con ciertos metales como el aluminio y el vanadio3,4.En el presente trabajo se propuso el uso de espectroscopia UV-Vis junto con MCR-ALS con restricción de correlación de área para la determinación simultánea de Al+3 y V+3 en muestras procedentes del desgaste de las aleaciones de Ti6Al4V. El método propuesto consistió en la formación de complejos estables entre aluminio y vanadio con quercetina utilizandometanol al 70% como solvente y una solución reguladora de pH 4,0 compuesta por ácido acético/acetato de sodio 1M.Se trabajó en un intervalo de concentraciones de 0,250 - 6,000 µg/mL para ambos analitos. Las lecturas de absorbancia se realizaron empleando un espectrofotómetro UV-Vis, Agilent Cary 50, con un rango espectral desde 200 a 600 nm, y velocidad de escaneo media. Los espectros obtenidos se procesaron a través del uso de la interfaz MCR-ALS, aplicando la restricción de no negatividad y correlación de área. Se obtuvieron un LOD de 0,668 µg/mL y 0,923 µg/mL, un LOQ de 1,797 µg/mL y 2,483 µg/mL, y una sensibilidad analítica de 6,121 y 4,396 para el vanadio y aluminio respectivamente. Dichas cifras de mérito se calcularon empleando la rutina ?univar_cal? disponible en el sitio web: https://www.iquir-conicet.gov.ar/esp/div5.php?area=12. El método propuesto se está empleando para realizar predicciones de testigos preparados en medios reales simulados como el buffer fosfato salino (PBS) y fluido corporal simulado (SBF), entre otros.