The characterisation of pure titanium for biomedical applications

Caracterización del titanio puro para aplicaciones biomédicas

El artículo presenta los resultados de una investigación sobre el uso de implantes médicos de titanio puro, dentales y ortopédicos, como las prótesis de cadera de clavija. Las propiedades de los biomateriales metálicos, incluida su dureza, determinan la utilidad del material y son uno de los criterios para su uso. Dependen de su composición química y su estructura. Los estudios incluyeron la observación de la microestructura y las propiedades mecánicas del titanio puro. Las observaciones superficiales se realizaron con un microscopio electrónico de barrido SEM. El perfilómetro óptico se utilizó para representar la estructura geométrica de la superficie, y para realizar las pruebas de nanoindentación se utilizó un nano durómetro.

INTRODUCCIÓN

La implantología es actualmente uno de los campos de mayor crecimiento en el ámbito de las ciencias técnicas y la medicina [1, 2]. Entre los biomateriales utilizados para implantes se encuentran: cerámicas de hidroxiapatita, materiales de carbono modificado, materiales compuestos, metales y sus aleaciones (principalmente titanio y cobalto). Estos materiales se combinan permanentemente con el tejido vivo o participan en su regeneración [3, 4].

El titanio es habitual en aplicaciones biomédicas por su baja densidad, buenas propiedades mecánicas, alta relación resistencia/peso y resistencia a la corrosión, y por su capacidad de osteointegración, o conexión estructural y funcional directa entre el hueso vivo y la superficie del implante [4, 5].

El titanio se utiliza para realizar placas de osteosíntesis de extremidades y cráneo-faciales, implantes dentales, algunos elementos para combinaciones de contacto, implantes para cardiología y cirugía, otorrinolaringología y componentes para reconstrucción [2, 6, 7]. Durante la selección de materiales para la fabricación de implantes médicos además de la biocompatibilidad son importantes sus propiedades físico-químicas y mecánicas (Tabla. 1) [1]. Esto tiene importancia debido a la función área funcional donde se utilizan los implantes o endoprótesis. Teniendo en cuenta la biomecánica - estas partes del cuerpo requieren parámetros adecuados (fuerza, resistencia) para cumplir su función [8].

El titanio tiene una alta resistencia a la corrosión, que está relacionada con su alta afinidad al oxígeno y la formación en la superficie del metal de una capa de óxido pasiva, estable y fuertemente adherida al sustrato. El titanio tiene la capacidad de autopasivarse de forma natural, incluso en solución salina [6, 7]. Si se daña su superficie en contacto directo con tejido vivo (óseo o blando), puede producirse metalosis, reacciones inflamatorias y, en consecuencia, el aflojamiento del implante.