Desarrollo de estructuras porosas de titanio biocompatible, obtenidas por pulvimetalurgia

• Autores: López Padilla, Roger Marcio
• Año de publicación: 2013
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Oldani, Carlos; Silvetti, Patricia; Actis, Fernando
• Materia: pulvimetalurgia; implantes óseos; hidruro de titanio
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2013
Fil: López Padilla, Roger Marcio. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba; Argentina.
El aumento en la edad de los seres humanos, trae aparejada la degradación del hueso, su enfermedad o trauma. Actualmente, el reemplazo de huesos fracturados por osteoporosis y otras enfermedades crónicas del sistema músculo esquelético relacionadas con la edad, es uno de los problemas de salud pública más importantes. En las cirugías de reemplazamiento óseo, como por ejemplo en artroplastías de cadera o rodilla y para fijaciones ortopédicas en osteosíntesis, se emplean principalmente materiales metálicos. El uso de materiales cerámicos y poliméricos está restringido debido a su fragilidad intrínsica o baja resistencia mecánica. Los materiales metálicos presentan baja biocompatibilidad mecánica, dada su gran diferencia en sus módulos de elasticidad con los del hueso alojante. Esto produce una falla de transmisión de la carga aplicada, tomando una parte desproporcionada el dispositivo protésico respecto a la que soporta el tejido óseo. Esto lleva en algunos casos a la osteoporosis y aflojamiento del implante con el tiempo, que obliga a su retiro y reemplazo por uno nuevo con los riesgos que implica una nueva cirugía de revisión. El titanio y sus aleaciones presentan la mejor biocompatibilidad mecánica entre todos los biomateriales metálicos dado que poseen valores de módulo elástico del orden de 100 GPa, aproximadamente la mitad del acero inoxidable y las aleaciones CoCrMo, pero todavía muy alejados al que presentan los huesos humanos. En este trabajo de tesis se propuso desarrollar por pulvimetalurgia estructuras porosas de titanio con características similares a la de los huesos, que presenten una adecuada biocompatibilidad mecánica y oseointegración para su uso en la fabricación de implantes óseos, empleando como material precursor polvos de hidruro de titanio. Para la obtención de estructuras de titanio porosas se empleó el proceso de partículas espaciadoras, que consiste en mezclar los polvos a sinterizar con componentes que volatilizan a bajas temperaturas y que al hacerlo, dejan espacios vacíos (poros) en la estructura. Posteriormente al elevar la temperatura los polvos sinterizan formando paredes metálicas alrededor de los poros creados previamente. Se investigó la influencia de los principales parámetros del proceso; porcentaje y granulometría de las partículas espaciadoras, presión de compactación, temperatura y tiempo de sinterización, sobre los valores de módulo de elasticidad, límite de fluencia y microestructura. Los resultados obtenidos indican que: -Es posible ajustar los valores de módulo de elasticidad y límite de fluencia de los compactos porosos de titanio producidos, de manera que se asemejen a los que poseen tanto los huesos trabeculares como corticales. -Se pueden adecuar las porosidades alcanzadas, a los valores requeridos para satisfacer las necesidades de vascularización y transporte de productos metabólicos que son fundamentales en la formación del tejido óseo. -El rango de tamaño de poro alcanzado se encuentran dentro de los valores adecuados, para una correcta integración del material poroso con el hueso alojante ya que permiten una buena migración y adhesión celular. Finalmente se puede concluir que a través del estudio realizado en este trabajo de tesis, se ha podido cumplir con el objetivo planteado de desarrollar estructuras de titanio porosas por pulvimetalurgia con características similares a la de los huesos, que presenten biocompatibilidad mecánica y oseointegración, que podrían utilizarse para la fabricación de implantes.
Fil: López Padilla, Roger Marcio. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Córdoba; Argentina.