MONOTONIC AND CYCLIC CONTACT OF A BIOACTIVE BILAYER COATING ON Ti6Al4V ALLOY IMPLANTS

J. Pavón-Palacio  E. Jiménez-Piqué  M. Anglada  E. Saiz  A. P. Tomsia    

Anales de la Mecánica de la Fractura, nº 23 . 2006 . Pág. 587 -594
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Resumen: La fijación de los implantes metálicos al hueso receptor mejora si se modifica la superficie bioinerte haciéndola bioactiva. Una de las rutas para conseguir esto es aplicar un recubrimiento de vidrio bioactivo que precipite hidroxiapatita en fluido fisiológico. En este trabajo se estudia la respuesta al contacto Hertziano (esférico), monotónico, estático y cíclico, de un recubrimiento bicapa bioactivo sobre Ti6Al4V. Las capas fueron obtenidas por esmaltado mediante la inmersión secuencial en una suspensión de partículas de vidrio seguida por calcinación. La capa interna está compuesta de vidrio con alto contenido de SiO2 (64 % p/p) para evitar agrietamiento y delaminación por las tensiones residuales, mientras la capa externa consiste en una matriz de vidrio con bajo contenido de SiO2 (%53 p/p) con partículas dispersas de hidroxiapatita para promover la precipitación de nueva apatita. Durante los ensayos monotónicos se observó que el daño inducido en la capa exterior, por los diferentes radios de esfera usados, consiste en una secuencia de dos eventos de tipo frágil (grietas anillo y cono) seguidos por grietas anillo-cono secundarias, grietas radiales y delaminación de la capa externa. La aparición de estos últimos daños fue sensible al radio de esfera utilizado. La grieta anillo fue usada como criterio para la evaluación comparativa de la influencia de cargas estáticas y cíclicas sobre el agrietamiento observado en aire. Los resultados ponen de relieve la degradación de esta capa bajo ambos tipos de carga, siendo más severa bajo carga cíclica, lo cual se atribuye a una mayor microfisuración por la presencia de las partículas de hidroxiapatita. En fluido fisiológico simulado (FFS), los criterios de daño utilizados fueron el área superficial dañada, el perfil de daño y el análisis por SEM-EDS del daño ya que la disolución-precipitación irregular de la capa externa, no permite utilizar la grieta anillo como criterio. Los resultados en FFS también mostraron la degradación bajo ambos tipos de carga, siendo también más severa bajo carga cíclica debido a la microfisuración de la capa de apatita precipitada.

LocalizaciónAlbarracín

Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona
Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona
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Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley
Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley