Modificación superficial de biomateriales metálicos (316 LVM y Ti-6Al-4V) mediante granallado, agua a alta presión y laser peening : efecto en la microestructura, las propiedades mecánicas y la liberación de iones

Surface modification of metallic biomaterials (316 LVM and Ti-6Al-4V) by grit blasting, water jet peening and laser peening : effects on microstructure, mechanical properties and Ion release

Uno de los métodos más utilizados industrialmente para mejorar la estabilidad de los implantes metálicos en el cuerpo humano consiste en la creación de superficies rugosas que aumenten el área disponible para la aposición del hueso. Los datos obtenidos in vivo ponen de manifiesto que las superficies rugosas producen una fijación mayor que las lisas, sin que esto comprometa su buen comportamiento a corrosión. El granallado de biomateriales metálicos con partículas cerámicas (ZrO₂, Al₂O₃ o SiO₂), usado actualmente por la industria, causa un aumento de la rugosidad, cuya magnitud depende del tamaño, forma y energía cinética de las partículas que alcanzan la superficie. Dicho tratamiento provoca, en algunos casos, una pérdida de la biofuncionalidad (resistencia a la fatiga).

Con el fin de intentar solventar algunos de los problemas que trae consigo el granallado (liberación de iones al medio fisiológico y, en algunos casos, disminución de la resistencia a la fatiga), en esta investigación se plantean dos estrategias basadas en modificaciones superficiales:

• Realizar tratamientos de oxidación térmica en los materiales granallados, con el fin de proteger las superficies frente a la liberación de iones o modificar la microestructura para mejorar la resistencia a la fatiga.
• Explorar dos procesados alternativos de deformación superficial: agua a alta presión sin el empleo de partículas abrasivas y laser peening sin utilizar recubrimientos protectores (capas ablativas).

Ambas estrategias se experimentaron en dos biomateriales frecuentemente utilizados en el campo de la cirugía ortopédica y traumatología que difieren en composición, microestructura y comportamiento mecánico a temperatura ambiente: el acero inoxidable 316LVM y la aleación de titanio Ti-6Al-4V ELI.