Síntesis y evaluación electroquímica de recubrimientos híbridos orgánico-inorgánicos sobre acero inoxidable AISI 316L para uso quirúrgico

D.A. LÓPEZ,; A. DURAN,; S.CERÉ.

La Plata, Argentina

Congreso; . XVII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica. SIBAE 2006.; 2006

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

La utilización de metales en implantes biomédicos ortopédicos y odontológicos se basa fundamentalmente en las solicitaciones mecánicas a las están sometidos en servicio. Idealmente un implante metálico debería ser completamente inerte en el cuerpo humano, sin embargo, rara vez sucede así. Dado que el medio fisiológico es un entorno altamente agresivo, es necesario que los materiales elegidos para fabricar implantes presenten un riesgo de degradación muy reducido a fin de minimizar la liberación de productos de corrosión que, en altas concentraciones, constituyen elementos citotóxicos que promueven respuestas inflamatorias. Una de las principales estrategias en la lucha contra la corrosión y oxidación de los sustratos metálicos son los recubrimientos. En el campo de los biomateriales, estos recubrimientos tienen que ser biocompatibles y presentar cierto carácter de  hidrofobicidad, resistencia a la abrasión, dureza y ser capaces de conferir alta resistencia química. El desarrollo de recubrimientos híbridos orgánico-inorgánicos de sílice obtenidos por sol-gel permitió incorporar grupos orgánicos en la estructura del recubrimiento. Esto le confiere una mayor plasticidad, resistencia a la corrosión, características singulares de hidrofobicidad y además pueden ser funcionarizados mediante la incorporación de partículas bioactivas.             En este trabajo se presenta la síntesis y evaluación electroquímica de recubrimientos a base de alquilalcóxidos de Si con el doble propósito de ser barrera para la corrosión del metal base y como potenciales vehículos de partículas bioactivas capaces de promover osteointegración en implantes permanentes no cementados. Se desarrolló y caracterizó la síntesis de soles híbridos orgánico-inorgánicos por la vía sol-gel a partir de la polimerización orgánica e inorgánica de tetraetoxisilano (TEOS), 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano (g-MPS) y 2-hidroxietilmetacrilato (HEMA), denominado TMH. Se trabajó con una concentración final de 40 g/l de SiO2, con un grado de conversión del 60-70% (36 hs. de curado). Se recubrieron sustratos de vidrio y acero inoxidable AISI 316L con TMH mediante el método de inmersión-extracción, efectuándose posteriormente a un tratamiento térmico de 30 minutos a 150 ºC en horno eléctrico. Entre las variables analizadas se consideró la velocidad de inmersión y el número de capas sucesivas depositadas sin tratamiento térmico intermedio. Se efectuaron ensayos de reología de manera de controlar la evolución y la estabilidad del sol en el tiempo y se midió la rugosidad y el espesor de los recubrimientos logrados. Asimismo, se llevó a cabo la síntesis de un recubrimiento base de TEOS y metiltrietoxisilano (MTES), de mayor carácter inorgánico, cuyas cualidades protectoras han sido estudiadas previamente. Dicha síntesis fue realizada mediante la hidrólisis y policondensación de los mencionados alcóxidos en catálisis ácida utilizando etanol absoluto como solvente. Se realizaron tres diferentes combinaciones de recubrimientos: (1) TMH multicapa, (2) TEOS-MTES y (3) TEOS-MTES + TMH multicapa.  Se realizó la caracterización óptica de los recubrimientos mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM). Los estudios electroquímicos de las muestras de acero recubiertas se efectuaron a realizando curvas de polarización y espectroscopía de impedancia electroquímica luego de 1, 10 y 30 días de inmersión en solución fisiológica simulada (SBF) a 37◦C.