Diseño de recubrimientos multicapa barrera-biomimético base TEOS-GPTMS sobre la aleación de magnesio Elektron 21 de potencial aplicación en la fabricación de implantes ortopédicos

Abstract

RESUMEN:En el presente estudio se sintetizaron recubrimientos híbridos multicapa barrera-biomimético vía sol-gel sobre la aleación de magnesio Elektron 21, de potencial aplicación en el diseño de implantes ortopédicos de uso temporal. Para la síntesis sol-gel se empleó mezclas de los precursores de películas inorgánicas, TEOS, orgánicas y GPTMS. Se prepararon soles para el desarrollo del recubrimiento barrera frente al proceso de corrosión (soles GT); y soles con incorporación de nitrato de calcio en diferentes concentraciones (soles GTCa), para el desarrollo de los recubrimientos biomiméticos que fueron depositados sobre el recubrimiento GT. Los resultados obtenidos revelaron que el recubrimiento GT incrementó la resistencia a la corrosión de la aleación en solución Hank, reduciendo la densidad de corriente de corrosión alrededor de dos órdenes de magnitud. Asimismo, la incorporación de Ca(II) a los recubrimientos GTCa favoreció la formación de una película discontinua de hidroxiapatita superficial, indicando que estos recubrimientos presentan carácter bioactivo. ABSTRACT: Design of barrier-biomimetic TEOS-GPTMS multilayer coatings deposited on the Elektron 21 magnesium alloy with potential application in the manufacture of orthopaedic implants.In the present work, barrierbiomimetic multilayer coatings were synthesized via sol-gel on the commercial Elektron 21 magnesium alloy, with potential interest in the fabrication of orthopaedic temporal implants. Sol-gel synthesis was carried out from a mixture of inorganic and organic precursors, TEOS and GPTMS. Two different sols were prepared: sols employed for the design of barrier coatings (named GT) which function were to protect the magnesium alloy against corrosion; and sols containing additionally calcium nitrate (named GTCa), in different concentrations, for the design of the biomimetic coatings, which were deposited over the GT coating. The results confirmed that the GT coatings enhanced the corrosion resistance of the base alloy in Hank solution, reducing the corrosion current density in about two orders of magnitude. Further, the presence of Ca(II) in GTCa coatings promoted the formation of discontinuous film of hydroxyapatite on the surface, indicating that those coatings exhibit bioactive properties.

Efecto de las nanopartículas de ZrO₂ y L-Cys como agentes dopantes de recubrimientos sol-gel de sílice mesoporosa para la protección anticorrosiva de la aleación de magnesio AZ61

“…A physical barrier between the surface of the metal and the physiological body fluids could be created by coating the surface with a polymeric layer, which would also provide a mechanically strong bond with the bone Rueda et al, 2016). In this case, the adhesion between the Mg and the polymer plays an important role in the useful life of the coating, which depends on its stability when loaded with drug nanoparticles (Park et al, 2013).…”

Síntesis, caracterización y evaluación de la resistencia a la corrosión de recubrimientos híbridos Sol-Gel base TEOS/MPS sobre la aleación AA2050-T8

“…Es por ello que, en la actualidad, se está proponiendo la síntesis de recubrimientos a partir de la combinación de ambos tipos de precursores para dar lugar a un nuevo tipo de recubrimientos híbridos en los cuales, el precursor inorgánico (usualmente TEOS) contribuye a incrementar la adhesión entre el recubrimiento y el metal (Rueda et al, 2016); mientras que el componente híbrido (como el MPS), aumenta la flexibilidad y la densidad, reduce la tendencia al agrietamiento, y el tiempo y la temperatura de curado de las pelí-culas incluso hasta temperatura ambiente, resultando apropiado para las aleaciones de aluminio que no pueden ser tratadas a elevada temperatura (Bonekamp et al, 2008;Wang y Bierwagen, 2009;Zheng y Li, 2010;Remolina et al, 2017).…”