Study of the degradation mechanisms of the CoCrMo biomedical alloy in physiological media by electrochemical techniques and surface analysis

Abstract

A mis padres y a mi hermano por estar siempre ahí Agradecer esta Tesis a toda esa gente que durante estos años ha compartido grandes momentos conmigo… En primer lugar agradecérsela a mi directora, amiga y muchas de las veces hasta madre ANNA IGUAL MUÑOZ. Gracias no sólo por enseñarme todo lo que sé si no por transmitirme en todos los momentos la motivación por lo que hacemos y seguir adelante. Por ese proyecto que empezamos juntos hace tanto tiempo y del que me siento tan orgulloso. Me llevo un gran recuerdo de todos esos momentos vividos juntos (que no son pocos). Gracias por enseñarme muchas de las veces a cómo afrontar las cosas…. te deseo lo mejor, ¡te lo mereces! Al Ministerio de Educación y Ciencia por su ayuda a través del financiamiento en el proyecto PROFIT CIT 300100-2007-0049 y de la Beca Predoctoral de Formación de Personal Universitario AP2007-01243 y al Ministerio de Ciencia e Innovación por el proyecto MAT 2011-22481. Asimismo, agradecer al Ministerio por la financiación de las dos estancias en Suiza en el Institut des Matériaux de la EPFL (Lausanne) gracias a la cual la presente Tesis Doctoral opta a la mención internacional.Agradecerle también esta Tesis a mi supervisor de la estancia en Suiza, STEFANO MISCHLER. Gracias por la acogida, por la manera de pensar, por todo lo aprendido pero, sobre todo, por afrontar todo siempre con gran alegría. ¡Eres admirable! Gracias a todo el grupo IEC. Gracias a vuestra ayuda ha sido mucho más fácil llevar esto a cabo. En especial a mis compañeras con los que empecé esta aventura, VIR y LUPITA, hasta los que me habéis acompañado en el final, CÉSAR, JORDI, TEPE y RAMÓN. ¡Gracias por todos esos grandes momentos! A ISAAC, mi hermano, compañero, confidente,… con el que hace mucho tiempo empezamos y aún después de tantos años seguimos juntos. Lo peor de terminar la Tesis será separarnos, pero te deseo lo mejor en esta nueva etapa que viene. ¡Vales muchísimo! ¡Gracias por todo y mucha suerte! Al departamento de Ingeniería Química y Nuclear, en especial a mis tías ALICIA, ISABEL y MARIA de las que me llevo un gran recuerdo.Al grupo Tribology -Materials, Surfaces & Interfaces por su gran acogida y hacerme uno más desde el primer momento. ANABEL, NIKITAS, NIKOLA, NURIA, PIERRE y toda la gente extraordinaria con la que he compartido mis estancias en Suiza. A mis amigos BRAD, EDGAR, EVELINE, JAVI y LUIZ. En especial a SANDRA, por cuidarme tanto… me llevo una amiga para toda la vida. ¡Gracias por todo! Agradecer a toda mi familia, en especial a mi MADRE, PADRE y a mi hermano ALBERTO. Por todos esos momentos, por aguantarme en los mejores y en los peores momentos, por ser siempre un grandísimo apoyo, por aceptar siempre todas las decisiones que he tomado en mi vida. ¡Os admiro! Y a esa nueva incorporación, ESTEFANIA, que te tengo tanto cariño.Y por último, que no menos importante, a todo mi grupo de amigos en especial a ALBERTO, DAVID, DIANA, ELENITA, ESTEBAN, GIUSEPPE, ISA, JOSÉ, JUAN y LAURA por todos esos grandes momentos, por estar siempre tan unidos, por ser siempre s...

Adsorption of BSA on Passivated CoCrMo PVD Alloy: An EQCM and XPS Investigation

“…From the final values of mass and charge, one can calculate the apparent valence of dissolution using Faraday's law and considering the average atomic mass of the alloy as 57.74 g mol −1 . 44 The obtained values are 4.7 and 5 for PBS and PBS+BSA, respectively. These values are larger than the theoretical valence 4.0 when considering the valences Cr +6 , Co +3 , Mo +6 .…”

An Overview of Serum Albumin Interactions with Biomedical Alloys

“…Adsorption of proteins in biological fluids is one of the initial steps that affects the biocompatibility of the implants inside a human body [66]. BSA adsorption was observed and corroborated either by in-situ electrochemical and/or ex-situ surface analysis techniques by different authors [24,26,29,30,34,39,[42][43][44]46,50,[67][68][69][70]. Indeed, several reviews dedicated to adsorption phenomena involving various proteins exist in the literature [3,9,15,71].…”

“…EDS and WDS are used for qualitative and quantitative chemical analysis of the surface oxide and organic layers [26][27][28][29][30]34,44,46,47,51,52,54,55], while XPS and AES additionally provide depth resolution, thus information on the thickness and chemical composition of these layers [29]. The influence of protein adsorption on the surface chemistry of CoCrMo alloys have been studied combining in-situ electrochemical techniques and ex-situ surface analysis [29,34].…”

“…Considering that corrosion and tribocorrosion (the combined action of wear and corrosion) phenomena are reported as degradation mechanisms of biomedical alloys in the human body, the impact of albumin on the final corrosion and the tribological response of implants is one of the main motivations for better understanding the interaction of albumin with biomedical alloys. Indeed, the literature reports that albumin affects the corrosion behavior of biomedical alloys by different mechanisms such as accelerating their dissolution [24,[26][27][28][29][30][31][32][33] or acting as cathodic inhibitor [34]. Additionally, it also is indicated that albumin might affect the tribological response of the alloys by producing a lubricating effect with the formation of a tribofilm [35][36][37] or changing the viscosity of the fluid and the structure of the double layer [38].…”

“…Electrochemical techniques are the experimental techniques used to study in-situ the interaction of proteins with biomedical alloys [58]. Particularly, potentiostatic and potentiodynamic tests are extensively used and useful for understanding and quantifying protein adsorption, precipitation, and reduction [24,[29][30][31]34,39,55,56] as these phenomena are influenced by the prevailing potential at the interface.…”