Estudio del desgaste y evaluación electroquímica de aleaciones FeMnAl y acero AISI 316 LVM en fluido biológico simulado

Wear study and electrochemical evaluation of FeMnAl alloys and AISI 316 LVM steel in simulated body fluid

En este estudio se presentan los resultados obtenidos al comparar las propiedades de resistencia a la corrosión de dos aleaciones austeníticas Fermanal Mn – 22,6, Al- 6,30, C- 0,68, Cr- 3,10, Fe- 67,33 (F1) y Mn- 30,0, Al- 8,5, C-1, Cr -3,20, Mo- 1,10, Fe- 56,20 (F2) frente a las del acero AISI 316 LVM con el propósito de determinar la viabilidad de dichas aleaciones como reemplazos óseos. Las propiedades electroquímicas se evaluaron mediante medidas de potencial, curvas de polarización Tafel y resistencia a la polarización lineal (LPR), con ringer lactato como fluido biológico simulado. Para la pruebas tribológicas se utilizó un tribómetro pin on disk y se determinó la morfología de la huella de desgaste. Los resultados mostraron que la adición de molibdeno en la aleación F2 mejora sustancialmente la resistencia a la corrosión, el comportamiento electroquímico es similar al AISI 316 LVM, por lo cual, las aleaciones Fermanal, son materiales apropiados para aplicaciones biomédicas.

Introducción

El continuo uso de metales como reemplazos óseos, se justifica principalmente por las exigencias y propiedades mecánicas a los que están sometidos en servicio. Aleaciones de Cr-Co, Ti aleado y algunos aceros inoxidables, se emplean con mayor frecuencia en cirugías ortopédicas, como mencionan López DA et al. Una, de las  muchas propiedades que se busca en un biomaterial metálico es que sea inerte en el medio de trabajo, sin embargo, no es usual que suceda así. El cuerpo humano, por tratarse de un medio acuoso, promueve desarrollo de fenómenos corrosivos en los implantes metálicos, que se denominan procesos electroquímicos. La biocorrosión ha sido uno de los aspectos que incide en la durabilidad de los implantes en el cuerpo humano. Valero C et al. afirman que los fluidos corporales son altamente hostiles a los metales, por lo cual, el uso de aleaciones metálicas como bioimplantes está limitado por la agresividad del medio fisiológico.

El acero inoxidable AISI 316 LVM, es ampliamente usado en países en vía de desarrollo como implante permanente, sin embargo, Pareja López A. et al. han demostrado, que dicho acero, al estar en servicio libera iones metálicos de Fe, Cr y Ni, los cuales migran hacia los tejidos circundantes, lo que causa daño en el ADN y alteraciones asociadas a la etiología del cáncer.

Aleaciones basadas en Fe – Mn – Al, denominados aceros Fermanal, poseen baja densidad, bajo costo de fabricación y además presentan buena resistencia a la oxidación, como lo menciona Pérez A.