Determinación de propiedades superficiales (mojabilidad, energía superficial) de recubrimientos naturales de ´oxido de titanio

SCHUSTER, JONATHAN M; SCHVEZOV, C. E.; MARIO ROBERTO ROSENBERGER

Villa Carlos Paz

Congreso; 97 Reunión Nacional de la Asociación de Física Argentina; 2012

Universidad Nacional de Cordoba

El titanio es un material muy usado en pr´otesis de v´alvulas card´ıacas, pr´otesis de cadera, en las articulaciones y en otros ´organos artificiales; en todos los casos se encuentra en contacto con la sangre. El titanio forma natural y espont´aneamente una pel´ıcula de ´oxido de titanio cuando es expuesto al aire, por lo tanto, esta pel´ıcula participa activamente en la interacci´on con la sangre. Para comprender esta interacci´on es importante la determinaci´on de las propiedades superficiales de la pel´ıcula de ´oxido de titanio tales como: rugosidad, mojabilidad y energ´ıa superficial, entre otras. La precisa determinaci´on de las mismas nos permitir´a analizar los fen´omenos que ocurrenen la interfase entre el material y el sistema biol´ogico.Para las determinaciones se utiliz´o la aleaci´on de titanio Ti-6Al-4V, preparada en placas de 1x2 cm de lado que fueron desbastadas mec´anicamente y pulida por m´etodos qu´ımico-mec´anicos hasta obtener una superficie pulidaa espejo con una rugosidad (Ra) obtenida por perfilometr´ıa de 39 ±10 nm. El ´angulo de contacto se midi´o con un goni´ometro fabricado en el laboratorio con el que se adquirieron im´agenes,las cuales se procesaron con el software ImageJ; el proceso de medici´on fue calibrado con diferentes figuras est´andares. Cinco l´ıquidos fueron usados para el c´alculo de la energ´ıa superficial: agua desionizada, etilenglicol, glicerol, formamida y dimetilsulf´oxido. Para cada placa 5 gotas fueron analizadas por cada l´ıquido. El ´angulo de contacto final usado en el c´alculo de la energ´ıa superficial o para caracterizaci´on de la mojabilidad fue el promedio del ´angulo izquierdo y derecho de cada gota. La energ´ıa superficial se calcul´o usando el modelo te´orico de Owensy Wendt. Las mediciones fueron hechas a una temperatura de 25 ±3 oC. Antes de cada medici´on la probeta fue lavada con detergente, enjuagada con agua destilada, alcohol et´ılico y secada en aire caliente. El ´angulo de contacto del agua (mojabilidad) fue de 51 ±1. Sobre la base de m´as de 20 determinaciones se observ´o que las gotas de agua exhiben simetr´ıa axial y, por lo tanto, un solo ´angulo de contacto a lo largo de la l´ınea de contacto con el s´olido, esto nos permite atribuir este ´angulo a la gota. En el caso de la energ´ıa superficial se encontr´o un valor de 49 mJ/m2, valor muy cercano al observado en la  bibliograf´ıa.Se concluye el modelo te´orico de Owens y Wendt nos permite obtener una medida confiable de la energ´ıa superficial que nos permitir´a, a trav´es de diferentes m´etodos analizar y predecir la respuesta biol´ogica de la sangre frente adistintos recubrimientos producidos en el laboratorio. As´ı como la determinaci´on del ´angulo de contacto del agua a trav´es de la gota s´esil nos permitir´a comparar los diferentes recubrimientos en cuanto a su mojabilidad.