Caracterización de recubrimientos DLC/Si bajo la influencia de un fluido biológico simulado

Characterization of DLC/Si coatings under the influence of a simulated biological fluid

Uno de los materiales más usados como biomaterial es el acero 316LVM; sin embargo, presenta complicaciones al trabajarlo como reemplazo permanente, debido a que libera iones metálicos a los tejidos, generando aumento en el número de intervenciones que deben realizarse; ante esto, se estudia cómo mejorar el comportamiento de materiales convencionales mediante recubrimientos que elevan sus propiedades mecánicas y anticorrosivas, incrementando su vida útil. Se evaluó el comportamiento ante el fenómeno de micro-abrasión-corrosión de recubrimientos DLC/Si depositados mediante la técnica de deposición química de vapor asistida por plasma en contacto con solución de Ringer, simulando un ambiente biológico. Los resultados indican que el recubrimiento experimenta un aumento en el volumen de desgaste cuando se encuentra sometido al mecanismo de micro-abrasión-corrosión en relación con la prueba de solo microabrasión, además, la pérdida más significativa se encuentra en el sustrato sin recubrimiento; esto demuestra el efecto protector del recubrimiento.

I. INTRODUCCIÓN

El incremento de la vida útil de los implantes biomédicos es hoy un área de desarrollo, ya que los materiales utilizados convencionalmente presentan inconvenientes en su desempeño a largo plazo. Por ejemplo, en un reemplazo total de cadera, la cabeza femoral metálica se desliza contra una copa de polietileno, generando partículas poliméricas que pueden provocar reacciones inflamatorias que causan la osteólisis (reabsorción ósea); además, la migración de iones metálicos hacia los tejidos circundantes aumenta el riesgo de aparición de tumores y de daños en el ADN [1-3]. Debido a estas complicaciones, la frecuencia con la que se realiza una segunda o tercera intervención es alta, disminuyendo la calidad de vida de los pacientes y aumentando los costos de la salud; de allí, la demanda de biomateriales más duraderos [4, 5].

El acero inoxidable es una aleación de hierro, carbono y, al menos, un 11% de cromo; este cromo es responsable de que la aleación sea más resistente a la corrosión que un metal común [6]. Las propiedades mecánicas del acero y su gran resistencia a la corrosión lo hacen adecuado para ser utilizado en ambientes agresivos, como intercambiadores de calor, equipos para la industria petrolera o láctea y el tratamiento de aguas residuales, y para implantes biomédicos, entre otras, [7, 8]. A pesar de esa gran resistencia a la corrosión, estos aceros inoxidables son susceptibles de sufrir corrosión por picadura en entornos con cloruro [14], razón por la cual se hace necesario investigar alrededor de un tipo de recubrimiento superficial que busque mejorar la resistencia a la abrasión y la corrosión.