Evaluación de la degradación de superficies de fluorapatita mediante técnicas electroquímicas

Degradation Assessment of Fluorapatite Surfaces using Electrochemical Techniques

Se evaluó el efecto del pH de fluido corporal simulado en la formación de apatitas y en la degradación de superficies de la aleación Ti6Al4V recubiertas con Fosfato de Calcio mediante la técnica de lectrodeposición catódica. Como variables de estudio se tomaron el pH del fluido corporal simulado y el tiempo de inmersión de los recubrimientos. Mediante microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de energía dispersiva, difracción de rayos X y absorción atómica se pudo corroborar la formación de apatitas, y la degradación de los recubrimientos se evaluó mediante Espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización potenciodinámicas. 

Los resultados obtenidos muestran que los recubrimientos tenían altas concentraciones de Fluorapatita (Ca₅(PO₄)₃F) y que su formación se ve favorecida a medida que el pH del fluido corporal simulado y el tiempo de inmersión aumenta. Por otra parte, se obtuvo que las muestras evaluadas a pH de 7,2 son menos estables termodinámicamente, sin embargo, las evaluadas a 7,6 presentan una superficie más activa, por lo que se obtiene una mayor velocidad de degradación.

1. INTRODUCCIÓN

Los biomateriales metálicos han mostrado buenas cualidades para ser empleados en implantes dentales y ortopédicos, gracias a su resistencia a la corrosión y a sus propiedades mecánicas [1, 2]; sin embargo, suelen darse complicaciones en la salud del paciente, debido a la liberación de iones [2, 3]; por lo tanto, para su buen desempeño es necesario someterlos a modificaciones superficiales tales como recubrimientos cerámicos o poliméricos sobre el metal, mediante técnicas como inmersión, electrodeposición, plasmas pray o sol-gel, entre otras; actualmente, la técnica más empleada es la de electrodeposición catódica, que permite crear recubrimientos cerámicos ricos en calcio y fósforo sobre el metal [2, 4].

Por otra parte, todos los procesos fisiológicos que se llevan a cabo dentro del cuerpo humano están profundamente influenciados por el pH de este [5]; por esta razón, el pH en la sangre del cuerpo humano debe estar entre 7,35 y 7,45 [6], mientras que en la boca debe estar entre 7,2 y 7,8 [7]; si el pH no se conserva en estos rangos se presentan complicaciones en la salud del paciente [8, 9, 10]. En cuanto a los implantes, si el pH disminuye se constituye un estado de acidosis que indica un aumento en la concentración de iones de hidrógeno, lo cual puede promover los procesos de degradación de estos; de forma contraria, si el pH aumenta se constituye un estado de alcalosis que podría llevar a la formación de apatitas Ca_m(PO₄)_n(F,Cl,OH) [11].

En los últimos años se han realizado estudios en el ambiente bucal que muestran que si el pH disminuye, se incrementa la solubilidad de la fase apatítica, pero se satura el fluido bucal de calcio, fosfato, carbonato y fluoruro, lo cual implica la desmineralización del diente, con el tiempo [12, 13, 14].