Browsing by Author "Lucci , Roberto"

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    Desarrollo de biomaterial base titanio activados con hidroxiapatita.
    (6º Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales- JIM 2017 San Martín, Provincia de Buenos Aires,17y18 de agosto 2017., 2017) Colazo, Jerónimo; Bocco, Fernando; Cantero , Santiago; Roure , César; Lucci , Roberto; Peveri, Ismael; Aldet, Leandro
    Mundialmente, existe una creciente demanda de implantes para la disfunción ósea causada por enfermedades diversas, por ejemplo la artritis y el cáncer. Dichos implantes son necesarios para reparar o alterar los tejidos corporales naturales. Sin embargo, teniendo en cuenta las estructuras únicas y las propiedades mecánicas de los tejidos naturales, como el tejido óseo, la reparación o cambio de ellos es un desafío importante. Los implantes metálicos de titanio, acero inoxidable y cobalto-cromo han sido ampliamente utilizados en aplicaciones médicas. Éstos, tienen propiedades mecánicas beneficiosas de resistencia a la fractura y resistencia a la corrosión. Sin embargo, tienen una pobre biocompatibilidad, que es necesaria para promover el crecimiento del tejido natural. Por otra parte, la hidroxiapatita (HAP) es un material biocerámico con propiedades mecánicas deficientes, sin embargo, posee una estructura similar a los huesos y puede promover el crecimiento de tejidos naturales. La combinación de HAP con un material biocompatible con una mayor resistencia mecánica, tal como una aleación de titanio (Ti), para formar un material compuesto, despierta un gran interés. Por lo tanto, este trabajo investiga un proceso de obtención de materiales compuesto de Ti-HAP mediante pulvimetalurgia. El método estudiado consiste en la compactación de mezclas de hidruro de titanio (TiH2) en polvo con HAP en polvo en diferentes proporciones, para obtener compactos “en verde”, que posteriormente se sinterizan para obtener un material compuesto de Ti-HAP. Se estudian las condiciones de sinterización (atmósfera, temperatura, tiempo) y la relación entre las proporciones en peso de TiH2-HAP, de forma tal de establecer las mejores condiciones que se adecuen a las características mecánicas del hueso. Para ello, se efectúa una caracterización metalográfica y un análisis de propiedades mecánicas de dureza, módulo de elasticidad, límite de fluencia y alargamiento. El análisis metalográfico se realiza por microscopía óptica (OM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). La caracterización mecánica se efectúa mediante durometría Vickers y ensayos de compresión.
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    Desarrollo de estructuras porosas para implantes base titanio.
    (Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales., 2016) Roure, César; Cantero, Santiago; Lucci , Roberto; Giménez , Gonzalo; López Padilla , Roger
    En cirugías de reemplazamiento óseo se emplean materiales metálicos, principalmente acero inoxidable (200 GPa) y aleaciones base cobalto (240 GPa). Sin embargo, los módulos de elasticidad de estos materiales son mucho mayores que los del hueso (10-30 GPa) [1], lo que lleva al aflojamiento del implante mediante osteoporosis. El titanio y sus aleaciones poseen valores de módulo elástico cercanos a 100 GPa, pero todavía muy alejados al que presentan los huesos. La introducción de poros en el titanio permite disminuir su módulo de elasticidad aproximándolo a los valores encontrados en los huesos [2]. Además, la porosidad, favorece la vascularización y transporte de productos metabólicos fundamentales en la formación del tejido óseo [3, 4]. Teniendo en cuenta esta problemática, en este trabajo se estudió un proceso para fabricar titanio poroso para implantes biomédicos por pulvimetalurgia, donde la obtención de la muestra en “verde” se genera por colado de una mezcla de resina acrílica con TiH2. La resina acrílica actúa como ligante de la estructura metálica y como agente espaciador para generar la formación de poros. Luego, la mezcla se seca, se obtiene el producto en “verde” con suficiente resistencia para su manipulación y posterior sinterización en alto vacío a temperaturas entre 1150-1200ºC. Se estudiaron distintas proporciones de resina-TiH2, que permitieron obtener estructuras con distintos grados de porosidad. Asimismo, se investigó la posibilidad de generar un gradiente de porosidad radial, fabricando muestras mediante capas concéntricas con distintas relaciones resina-TiH2. Por último, se efectuó la caracterización metalográfica para determinar las fases formadas, tamaño, forma y distribución de los poros. El método estudiado presenta la ventaja de producir piezas con porosidad controlada y geometrías diversas, ya que utiliza un monómero líquido en la resina acrílica, cuya mezcla con TiH2 produce un material fluido que puede colarse en la forma del molde que se desee.
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    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].