Recubrimientos de policaprolactona- quitosano y plata sobre Ti6Al4V: análisis de los aspectos sinérgicos críticos mediante Raman, EFM y ángulo de contacto

Autores/as

  • Sara Maria Leal-Marin Universidad Nacional de Colombia
  • Hugo Armando Estupiñán-Duran Universidad Nacional de Colombia https://orcid.org/0000-0002-4977-9989

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.n89a08

Palabras clave:

recubrimiento biocompatible, mojabilidad, potencial eléctrico, polímeros, implante óseo

Resumen

El Ti6Al4V presenta una capa pasiva de óxido natural que aumenta su resistencia a la corrosión, pero disminuye su compatibilidad fisicoquímica con el tejido óseo. Los recubrimientos poliméricos en la aleación de Ti6Al4V permiten la creación de una interface entre el tejido óseo y la aleación que promueva la osteointegración y otros efectos dependiendo de sus componentes, como la actividad antibacterial. El objetivo de este trabajo fue analizar un recubrimiento sobre Ti6Al4V obtenido por medio de dip-coating con una mezcla de quitosano, policaprolactona y plata. La sinergia entre el quitosano y la plata permitió retener la matriz polimérica y mejorar las funciones estructurales del recubrimiento, sirviendo como agente integrador de las células óseas y posible agente antibacteriano. La morfología del recubrimiento se evaluó por microscopia electrónica de barrido (MEB) y la composición elemental por espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS). Se empleó espectroscopia confocal Raman para evaluar la composición y estructura del recubrimiento. La distribución del potencial eléctrico, fase y topografía de las superficies se analizó usando microscopia de fuerzas electrostáticas. Y por último la mojabilidad de los recubrimientos se realizó con mediciones de ángulo de contacto.

|Resumen
= 486 veces | PDF (ENGLISH)
= 351 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Sara Maria Leal-Marin, Universidad Nacional de Colombia

Estudiante de Ingeniería Materiales y de Procesos, Facultad de Minas, Departamento de Materiales y Minerales.  Grupo de Tribología y Superficies.

Hugo Armando Estupiñán-Duran, Universidad Nacional de Colombia

Profesor, Facultad de Minas, Departamento de Materiales y Minerales.

Citas

Y. Yan, E. Chibowski, and A. Szcześ, “Surface properties of ti-6al-4v alloy part i: Surface roughness and apparent surface free energy,” Mater. Sci. Eng. C., vol. 70, no. 1, pp. 207–215, Jan. 2017.

Matykina and et al., “Characterization of spark-anodized titanium for biomedical applications,” Journal of The Electrochemical Society, vol. 154, no. 6, pp. C279–C285, 2007.

F. C. García, D. Y. Peña, and H. A. Estupiñán, “Comportamiento morfológico y electroquímico de un recubrimiento dip coating policaprolactona-quitosano-colágeno sobre ti6al4v,” vol. 38, pp. 54– 75, Apr. 2017.

A. R. Sarasam, “Chitosan-polycaprolactone mixtures as biomaterials -influence of surface morphology on cellular activity,” Ph.D. dissertation, Faculty of the Graduate College, Oklahoma State University, Oklahoma, EE. UU, 2006.

S. W. Pok, K. N. Wallace, and S. V. Madihally, “In vitro characterization of polycaprolactone matrices generated in aqueous media,” Acta Biomater., vol. 6, no. 3, pp. 1061–1068, Mar. 2010.

D. Campoccia, L. Montanaro, and C. R. Arciola, “A review of the biomaterials technologies for infection-resistant surfaces.” Biomaterials, vol. 34, no. 34, pp. 8533–8554, 2013.

G. Zhao, Z. Schwartz, M. Wieland, F. Rupp, J. Geis-Gerstorfer, D. L. Cochran, and B. D. Boyan, “High surface energy enhances cell response to titanium substrate microstructure.” Journal of biomedical materials research. Part A, vol. 74, no. 1, pp. 49–58, 2005.

L. Ponsonnet, K. Reybier, N. Jaffrezic-Renault, V. Comte, C. Lagneau, M. Lissac, and C. Martelet, “Relationship between surface properties (roughness, wettability) of titanium and titanium alloys and cell behaviour,” vol. 23, pp. 551–560, Jun. 2003.

L. Gómez, A. Quintero, D. Peña, and H. Estupiñan, “Obtención, caracterización y evaluación in vitro de recubrimientos de policaprolactona-quitosano sobre la aleación ti6al4v tratada químicamente,” Revista de Metalurgia, vol. 50, no. 3, 2014.

K. Wang, C. Zhou, Y. Hong, and X. Zhang, “A review of protein adsorption on bioceramics,” vol. 2, pp. 259–77, Jun. 2012.

M. P. Fiorucci, A. J. López, and A. Ramil, “Surface modification of ti6al4v by nanosecond laser ablation for biomedical applications,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 605, no. 1, p. 012022, 2015.

F. Meng, Y. Liu, J. Chu, W. Wang, and T. Qi, “Structural control of Na2Tio3 in pre-treating natural rutile ore by alkali roasting for Tio2 production,” Can. J. Chem. Eng., vol. 92, no. 8, pp. 1346–1352, Aug. 2014.

L. G. R. y Andrés Quintero Jaime y Darío Peña Ballesteros y Hugo Estupiñan Durán, “Obtención, caracterización y evaluación in vitro de recubrimientos de policaprolactona-quitosano sobre la aleación ti6al4v tratada químicamente,” Revista de Metalurgia, vol. 50, no. 3, 2014.

A. Yerokhin, X. Nie, A. Leyland, and A. Matthews, “Characterisation of oxide films produced by plasma electrolytic oxidation of a ti–6al–4v alloy,” vol. 130, pp. 195–206, Aug. 2000.

R. Briceño, S. Camero, G. Gonzáles, and A. Rosales, “Estudio de la susceptibilidad a la corrosión en presencia de fluidos corporales simulados de una aleación ti6al4v recubierta con hidroxiapatita,” Acta Microsc., vol. 21, no. 3, pp. 160–176, 2012.

C. E. Bamberger and G. M. Begun, “Sodium titanates: Stoichiometry and raman spectra,” vol. 70, pp. C–48–C–51, Apr. 2005.

J.-J. Arnoux, G. Sutter, G. List, P. Bourson, and H. Chaynes, “Raman characterization of ti–6al–4v oxides and thermal history after kinetic friction,” vol. 87, Feb. 2014.

M. Gaintantzopoulou, S. Zinelis, N. Silikas, and G. Eliades, “Micro-raman spectroscopic analysis of tio2 phases on the root surfaces of commercial dental implants,” Dent. Mater., vol. 30, no. 8, pp. 861–867, Aug. 2014.

I. Martina, R. Wiesinger, D. Jembrih, and M. Schreiner, “Micro-raman characterization of silver corrosion products: Instrumental set-up and reference database,” vol. 9, pp. 1–6, Jan. 2012.

P. Girard, “Electrostatic force microscopy: principles and some applications to semiconductors,” Nanotechnology, vol. 12, no. Apr., p. 485.

H. A. Estupiñan, C. Vázquez, D. Y. Peña, and L. F. Ardila, “Degradación de ácido poliláctico/hidroxiapatita y ácido poliglicólico en fluido corporal simulado,” Rev. UIS Ing., vol. 10, no. 2, pp. 145–150, Dec. 2011.

G. Strnad, N. Chirila, C. Petrovan, and O. Russu, “Contact angle measurement on medical implant titanium based biomaterials,” Procedia Technol., vol. 22, pp. 946–953, 2016.

R. Gittens and et al, “A review on the wettability of dental implant surfaces ii: Biological and clinical aspects,” pp. 2907–2918, Apr. 2014.

N. J. Hallab, K. J. Bundy, K. O’Connor, R. L. Moses, and J. J. Jacobs, “Evaluation of metallic and polymeric biomaterial surface energy and surface roughness characteristics for directed cell adhesion,” Tissue Eng., vol. 7, no. 1, pp. 55–71, Feb. 2001.

D. Y. Kwok and A. W. Neumann, “Contact angle measurement and contact angle interpretation,” Adv. Colloid Interface Sci, vol. 81, no. 3, pp. 167–249, Sep. 1999.

Descargas

Publicado

2018-10-09

Cómo citar

Leal-Marin, S. M., & Estupiñán-Duran, H. A. (2018). Recubrimientos de policaprolactona- quitosano y plata sobre Ti6Al4V: análisis de los aspectos sinérgicos críticos mediante Raman, EFM y ángulo de contacto. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (89), 59–67. https://doi.org/10.17533/udea.redin.n89a08