Browsing by Author "López Padilla, Roger"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    Item
    Estructuras de titanio con gradiente de porosidad- Fabricación por el método de partículas espaciadoras y caracterización.
    (Congreso internacional de metalurgia y materiales., 2016) López Padilla, Roger; Lucci , Roberto; Articó , Nicolás; Oldani, Carlos; Grinschpun , Luciano; Schneiter , Matías
    La gran diferencia de rigidez que hay entre los metales usados en implantes y el tejido óseo, produce incompatibilidad mecánica (stress shielding), que lleva a la resorción del tejido óseo y al aflojamiento de las prótesis implantadas. La introducción de poros en el titanio disminuye su módulo elástico acercándolo al que poseen tanto los huesos corticales como trabeculares [1]. La fabricación de titanio poroso empleando el método de partículas espaciadoras ha mostrado su practicidad y efectividad para obtener características estructurales y mecánicas adecuadas [1, 2]. Sin embargo la anisotropía del tejido óseo, tanto en su estructura interna como en sus propiedades mecánicas, hace necesario que el material componente de una prótesis presente también gradiente de porosidad que imite la arquitectura del hueso y que cumpla con los requerimientos de rigidez y resistencia mecánica a los que estará sometido [3]. En este trabajo se investigó la fabricación y caracterización de muestras de titanio con gradiente de porosidad longitudinal usando como material espaciador carbonato ácido de amonio mezclado en distintas proporciones con TiH2. Luego de la compactación uniaxial por capas y posterior sinterización a 1150º C, se obtuvieron cilindros con porosidad longitudinal gradual 0/30% ,0/60%, 30/60% y 0/30/60%. Las muestras fueron analizadas tanto en su estructura interna; tamaño, forma y distribución de poros, como en sus propiedades mecánicas; módulo de Young y límite de fluencia. Los resultados obtenidos indican que es posible obtener muestras sanas, con continuidad estructural entre las distintas capas porosas, sin presencia de fisuras o segregaciones en las interfaces, con un rango de tamaño de poro entre 300 y 350 µm, adecuado, para una correcta integración con el hueso. Los valores de módulo de elasticidad obtenidos, fueron similares a los informados en la bibliografía para los huesos corticales y son compatibles con la estructura anisotrópica del tejido óseo [4].
  • Thumbnail Image
    Item
    Estructuras de titanio porosas. Fabricación y caracterización.
    (Conamet/Sam., 2015) López Padilla, Roger; Oldani, Carlos; Grinschpun , Luciano; Lucci, Roberto; Roure, César
    It was studied the space particles process to obtain porous titanium structures, that consist in mixing the powders to be sintered with a component that volatilizes at low temperatures. In this case it was used the acid ammonium carbonate, which leaves gaps (pores) in the structure as it sublimates. There were obtained titanium compacts with open porosity between 35 % and 72 % and pore size between 200 mm and 300 mm. Moreover, there were performed initial studies to obtain titanium compacts with porosity gradient using sequential compaction, to obtain differentiated values of the elasticity modulus between the surface and the center, comparable to those observed in bone. The porous compacts obtained were characterized by optical and electron microscopy to evaluate the microstructure, and compression tests were performed to determine the values of yield strength and elastic modulus. The influence of the main process parameters were determined; percentage and size of the spacer particles, compaction pressure, sintering temperature and time, the values of elasticity modulus, yield strength and microstructure. The results indicates that it is possible to adjust the values of elastic modulus and yield strength of porous titanium compacts produced, so that resemble those with both trabecular and cortical bone. Additionally, it can be adjust the porosity achieved, to the values given in the literature as such as those that meet the needs of vascularization and transport of metabolic products that are critical in the formation of bone tissue. The pore size range reached is within the recommended values for a correct integration of the porous material in the bone, allowing good cell adhesion and migration.
  • Thumbnail Image
    Item
    Obtención de compuesto de titanio con gradiente de porosidad mediante técnica pulvimetalúrgica
    (2022) Grinschpun, Luciano Salvador; Oldani, Carlos; López Padilla, Roger
    En el estudio de biomateriales de uso implantológico para la fabricación de distintos tipos de prótesis, el titanio es un metal que ha sido utilizado exitosamente debido a su buena resistencia a la corrosión y a su buena resistencia mecánica. A pesar de los avances realizados, aún subsisten algunos problemas con este material en aplicaciones de reemplazo óseo debido a la diferencia en el valor de módulo elástico de este metal (110 GPa) en relación al del hueso cortical (20-30 GPa) y al hueso trabecular (1-5 GPa). Esta diferencia es una de las causas por la cual los procesos de osteointegración de prótesis óseas no se mantienen en el tiempo debido al fenómeno de apantallamiento de tensiones (stress shielding). En este sentido una forma de atenuar este problema seria implantar materiales con un módulo elástico similar al del hueso. La pulvimetalurgia es una técnica económica usada en la fabricación de compuestos que permite controlar las características mecánicas de un compuesto mediante la introducción de poros en el material. Sinterizando por ejemplo una mezcla de titanio en polvo y agentes espaciadores que se eliminan durante el tratamiento térmico se puede obtener un material con estructura porosa donde modulando las variables inherentes a la generación de porosidad durante el proceso de fabricación se podría obtener un material con módulo elástico con valores dentro del rango de los que posee el hueso cortical. Ademas dada la versatilidad que presentan los procesos pulvimetalurgicos, es lógico pensar en la posibilidad de fabricar prótesis con gradiente de porosidad, imitando la estructura ósea. Otra de las problemáticas que se presentan en el uso de titanio para implantes es la incapacidad del mismo de inducir los procesos biológicos de osteointegración en tiempos cortos que aseguren una rápida fijación del material al hueso. Existen distintas propuestas para mejorar este problema. Una es la incorporación de hidroxiapatita con el fin de activar los fenómenos de osteointegración, sin embargo, la hidroxiapatita se descompone en presencia de titanio a las temperaturas usuales de sinterización indicadas para este metal. En este trabajo se exponen los resultados obtenidos en la fabricación de un compuesto de titanio con gradiente de porosidad radial sinterizado a partir de una mezcla de hidruro de titanio y bicarbonato de amonio. El proceso se llevó a cabo en condiciones tales que permitió la incorporación de hidroxiapatita al compuesto. Para la obtención de las muestras se estudiaron distintas variantes de fabricación en las distintas etapas del proceso pulvimetalurgico: mezcla de polvos, prensado para la fabricación de modelos en verdes y tratamientos térmicos de sinterizado. El material obtenido se caracterizó mecánicamente mediante ensayo de compresión estática. En el compuesto con porosidad radial obtenido en este trabajo se midieron valores de módulo elástico en el rango de 16,4 a 20 GPa, valores comprendidos dentro del rango de módulo elástico del hueso cortical. La caracterización física de la porosidad superficial indicó un tamaño de poro apto para la fijación de células óseas. Los resultados de los ensayos in-vivo realizados en ratas de la cepa Wistar mostraron un bajo índice de encapsulamiento fibroso en la interfase compuesto-tejido óseo, señal de una buena aceptación del material por parte del organismo. Los resultados de estos estudios mostraron además crecimiento óseo sobre la superficie del compuesto y en el interior del material con porosidad interconectada, lo que indica una buena respuesta al proceso de osteointegración en los primeros estadios del proceso.