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PROF. RAMÓN TOLOSA, LIC. NESTOR RUIZMIM - ING. MECÁNICA - ULA
Material no viable utilizado en un dispositivo médico, destinado a interactuar con los sistemas biológicos.
Material destinado a interactuar con los sistemas biológicos para evaluar, tratar, aumentar o reemplazar cualquier tejido, órgano o función del cuerpo.
Material sintético, natural o natural modificado, destinado a estar en contacto e interactuar con el sistema biológico.
Cualquier sustancia (que no sea una droga), sintética o natural, que puede ser utilizada como un sistema o parte de un sistema que trata, aumenta, o reemplaza cualquier tejido, órgano o función del cuerpo.
Materiales sólidos que se producen y son hechos por los organismos vivos, tales como la quitina, fibrina o hueso.
Williams D.F. ,1999, TheWilliams Dictionary of Biomaterials.
Mata Alvaro. 2009. Curso de Biomateriales, ULA Mérida.
Tipos de biomateriales
Teoh Swee H. 2004, Engineering Materials for Biomedical Applications.
Clasificación ingenieril
Aplicaciones en el ser humano
María Vallet Regí, Universidad Complutense de Madrid.
https://www.serina.es/empresas/aecientificos/documentos/Biomateriales.pdf
Tecnologías de fabricaciónBiomateriales metálicos
• Fundición• Mecanizado• Electroerosión y CAD/CAM• Forja isotérmica• Conformado por superplásticidad• Unión por difusión• Metalurgia de polvos (P/M)• Moldeo por inyección de metal• Soldadura láser• Soldadura• Tratamiento térmico
Oshida Y. 2007, Bioscience and Bioengineering of Titanium Materials.
La P/M vs. otros procesos
Residuos metálicos(Virutas) Ejmp. CITEC-
ULA
Molienda mecánica
Reciclado de biomaterial
Ti-Al-V ; 316L
Uso de biomaterial Ti-6Al-4VCaso CITEC-ULA
Implantes de columna
Fabricación
MecanizadoVirutas =
Residuos
Posibilidad y/o necesidad de
Reciclar
Reciclaje de virutas de Ti-6Al-4V
Preparación por Anodizado
Molienda mecánica
Usos futuros posibles
• Biomaterial
reutilizable
• Aleación metálica
Lic. Ruiz N. Tesis MIM
Mezclas de virutas Al + Ti6Al4V
Br. Castillo J. Proy.G.IngMec.
Virutas Ti-6Al-4V
¿ Qué es el anodizado ?
Definicion
Esquema de celda
Variables
Ejmp. gráficos de aplicaciones
Consiste en la oxidación controlada de la superficie del material base para formar capas de óxido sobre este. En el caso del titanio se pueden conseguir capas que pueden ir, según sea la técnica de anodizado, desde 200 Amstrongs hasta 20 micras.1mm = 1000 micras1micra = 10.000 amstrongs
Representación esquemática tanque para anodizado
Tipos:•Anodizado en medio ácido
•Anodizado en medio básico
Variables involucradas:
•Tiempo de electrólisis
•Temperatura de la solución
•Concentración
•Agitación
•Tipo de aleación
Biomateriales metálicos por P/M
Implantes dentales de Ti
Prótesis de cadera de Ti
Espuma de Ti para Implante óseo
Amalgama AgSnCuZn
Ejemplos Internacionales
Ejemplos Nacionales
¿ Por qué Anodizar Titanio? 1.- Propuesta tecnológica eficaz y poco costosa2.- Excelente dureza superficial (favorece la molienda)3.- Induce bajo coeficiente de roce4.- Elevado grado de resistencia a la corrosión5.- Aumenta la biocompatibilidad del material base6.- Promueve bioactividad7.- Favorece la osteointegración
Tipo de técnica Ácido Alcalino Duro
Espesor 200 a 800 Å Hasta 20 m 2 m
Dureza 350 a 400 HV 350 a 400 HV 800 a 850 HV
Coeficiente de fricción
medio medio Muy bajo
Colores ≤10 ≤6 1
Resistencia a la corrosión
Buena Buena Excelente
Aplicación BiomédicaElementos de
máquinas
Aeronáutica, Espacial
BiomédicaElementos de
máquinas
Investigaciones Gil F.; Endurecimiento Superficial Mediante Tratamiento Térmicos y Anodizado de la Aleación Ti6Al4V para implantes quirúrgicos; Biomecánica ; 1994, vol. 2 (2), 51-53.
Leyens, Christoph; Peters, Manfred; Titanium and Titanium Alloys, Fundamental and applicationes; 2003, Wiley-VCH.
Liu, Xuanyong; Chu, Paul K.; Ding, Chuanxian; Surface Modification of Titanium, Titanium Alloys, and Related Materials for Biomedical Applications; Materials Science and Engineering; 2004, vol. 47, 49–121.
Zardiackas D., Kraay J., Matthew and Freese L. Howard; Titanium, Niobium, Zirconium and Tantalum for Medical and Surgical Applications; 2005, versión pdf; Pag. 35.
Gómes R., Javier E; Forero G., Luis E.; Escobar R. Patricia; Valdivieso Q. Wilfredo; Estudio de Citotoxicidad y Adhesión de Células Humanas de Osteosarcoma en Ti6Al4V Superficialmente Modificado; Scientia Et Technica; 2007, septiembre, vol. XIII, numero 036, pp. 85-89 .
Ortega S. Johanna; Estupiñan A. Hugo; Peña B. Dario Y.; Vasquez Q. Custodio; Correlación Experimental entre la Resistencia a la Corrosión de Ti6Al4V en Solución Ringer Anodizada en H2SO4 y los Parámetros de Tiempo y Voltaje Electrolítico; Scientia Et Technica; 2007, septiembre, vol. XIII, numero 036, pp. 227-232 .
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Interdisciplinario!!!
Disenyo
Mata Alvaro. Curso de Biomateriales, ULA Mérida 2009.
MUCHAS GRACIAS