RECUBRIMIENTOS HÍBRIDOS SOL-GEL CON NANO-PARTÍCULAS DE SIO2 SOBRE ACERO DE USO QUIRÚRGICO: CAMBIOS SUPERFICIALES Y ESTRUCTURALES LUEGO DE INMERSIÓN PROLONGADA EN SOLUCIÓN FISIOLÓGICA SIMULADA

J. BALLARRE,; S. CERÉ

Salta, Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica 18 al 21 de mayo, Salta, Argentina; 2009

Asociacion Argentina de Investigacion Fisicoquimica

La protección de aceros inoxidables de uso quirúrgico mediante recubrimientoshíbridos orgánico-inorgánico es una alternativa para proteger el material base sinperder sus propiedades mecánicas. También este tipo de recubrimiento tiene laposibilidad de ser funcionarizado con la incorporación de partículas bioactivas quegeneren hueso neo-formado.Este trabajo propone la utilización de un recubrimiento generado por sol-gel ydepositado en sustratos de SS AISI 316L por la técnica de inmersión – extracción. Losrecubrimientos están realizados mediante alcóxidos precursores (tetraetoxisilano(TEOS) y metil-trietoxisilano (MTES)), y el agregado de nanopartículas de SiO2adicionadas a las capas mediante una solución coloidal, en un 10 o 30% p/p. Elsistema se compone de dos capas: la primera principalmente protectora y la segundafuncional. A una segunda capa con 10% en peso de SiO2 nanoparticulado se le agregaun 10% p/p de partículas de vitro-cerámico del sistema CaO-SiO2-P2O5. Los espesoresfinales de los recubrimientos son de aproximadamente 3 micrones.Para analizar la presencia de bioactividad en la superficie del recubrimiento se realizanensayos in vitro en solución fisiológica simulada (SBF) durante 30 días a 37 ºC y seobserva por microscopía electrónica de barrido (SEM) la presencia de un depósitoamorfo o parcialmente cristalino sobre la superficie, que también es caracterizado pordifracción de rayos X (DRX). Se encuentra que la sal depositada es mayoritariamenteapatita, principal componente inorgánico del tejido óseo. Dicho mineral no se halla enproporciones estequiométricas con respecto a su formula química (Ca10(PO4)6(OH)2),es por ello que se analizan los picos encontrados en el difractograma para ver posiblessustituciones en su estructura. Estos valores se confirman con ensayos de XPSrealizados anteriormente.Se realizan también ensayos electroquímicos luego de 30 días de inmersión en SBFpara analizar la degradación del recubrimiento. Se utilizan técnicas de corriente alternacomo espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y se realiza un modeladocircuital de los resultados para asemejar el comportamiento de la película con uncircuito eléctrico. También se realiza la caracterización de la estructura interna de losrecubrimientos por elipsometría, para determinar la porosidad de las capas y lainfluencia de la primera con respecto a la segunda capa. Se encuentra que losrecubrimientos de TEOS-MTES con partículas de sílica coloidal presentan mejorresistencia a la corrosión que el material desnudo, siendo más eficiente elrecubrimiento con 10% de nanoparículas en la primera capa cuando la capa superiorcontiene partículas de VC bioactivo. Este hecho puede deberse a la deposición desilicatos sobre la primera capa, cubriendo defectos y poros presentes en ella,impidiendo la entrada del electrolito al sistema.