Recubrimientos de biovidrio aplicado sobre aleación de Mg AZ31

Abstract

El material ideal para una prótesis ósea metálica debe sufrir una corrosión gradual in vivo, sin liberación de componentes tóxicos, mientras actúa como soporte y facilita el crecimiento del tejido óseo, hasta que se complete su reemplazo por el hueso regenerado. Las aleaciones de magnesio biodegradable han sido objeto de estudio debido a sus excelentes propiedades mecánicas y de biocompatibilidad. El obstáculo que estos materiales presentan es su elevada velocidad de corrosión. Una vez iniciado este proceso, se eleva el pH alrededor de los tejidos, interfiriendo con el crecimiento celular en la superficie de la aleación de magnesio. La aplica- ción de recubrimientos protectores con el objetivo de mejorar la resistencia a la corrosión es una efectiva solución a este problema. En este estudio se preparó por sol-gel el material denominado 45S5 Bioglass® (46,14% SiO2, 26,91% CaO, 24,35% Na2O, 2,60% P2O5, % molar) y luego se depositó sobre piezas de alea- ción de magnesio AZ31 (3% Al, 1% Zn, 0,2% Mn, Fe<0,005%, %m/m), previamente pulidas y lavadas en ultrasonido. Los recubrimientos se obtuvieron por la técnica de inmersión-emersión (dip-coating). Algunas de las muestras fueron sometidas a un pretratamiento con soluciones acuosas de NaOH caliente con el fin de suministrar una mayor adherencia del recubrimiento vítreo. Seguidamente fue realizado un tratamiento térmico en aire a dos temperaturas distin- tas, 400 ºC y 430 ºC. Para evaluar las propiedades de los recubrimientos se determinaron las curvas de polarización correspondientes en medio fisiológico simulado (SBF).

The ideal material for a metal bone prosthesis must undergo a gradual corrosion in vivo, without releasing toxic components, while acting as a support and facilitating the growth of bone tissue, until a replacement is completed by the regenerated bone. Biodegradable magnesium alloys have been studied because of their excellent mechanical pro- perties and biocompatibility. The obstacle that these materials have is its high corrosion rate. Once initiated the process, the pH around tissues rises, interfering with cell growth on the surface of the magnesium alloy. In order to improve the corrosion resistance, the application of protective coatings as an effective solution to this problem is used. This study was prepared by sol-gel material called 45S5 Bioglass® (46.14% SiO2, 26.91% CaO, 24.35% Na2O, 2.60% P2O5, % molar) and was deposited on samples of AZ31 magnesium alloy (3% Al, 1% Zn, 0.2% Mn, Fe <0.005%, % m / m), previously polished and washed in ultrasound. The coatings were obtained by the technique of immersion-emersion (dip-coating). Some of the samples were pretreated with aqueous solutions of hot NaOH, in order to provide greater adherence of the vitreous coating. Then a thermal treatment was conducted in air at different temperatures, 400 °C and 430 ºC. To determine the coatings’ corrosion resistance, the polarization curves in simulated physiological medium (SBF) were determined. PALABRAS CLAVE: COATING – ANTICORROSIVE – MAGNESIUM -