Desarrollo de un material compuesto poroso biodegradable de zn reforzado con tcp para aplicaciones ortopédicas

Abstract

En este trabajo de investigación de maestría se desarrolló un material compuesto biodegradable a partir de una aleación porosa de Zn-Mg-Mn en conjunto con micropartículas cerámicas de trifosfato de calcio (TCP) con el fin de ser utilizado en elementos de fijación ortopédicos. Para ello se han diseñado tres fases de experimentación: primero se realizó una optimización estadística del porcentaje de espaciador que proporcione los valores de densidad, dureza HRH y HV, porosidad y respuesta electroquímica más adecuados para estas aplicaciones. Luego de tener el porcentaje óptimo de espaciador en el sinterizado, se varió la cantidad de TCP en la mezcla, para conocer su influencia en las mismas propiedades, además del desempeño del material frente a cargas de compresión y velocidad de degradación en inmersión. Para concluir, se realizó la comparación de estos resultados con algunos biomateriales comerciales y en desarrollo, con el objetivo de poder definir si este nuevo material tiene potencial para ser utilizado en elementos de fijación y soporte de cargas en aplicaciones ortopédicas y con ello poder seleccionar el porcentaje de TCP que presente las propiedades más cercanas al hueso. Añadir 2% de bicarbonato de sodio como espaciador y 2.5% de TCP en la aleación produce la mejor combinación de propiedades mecánicas y electroquímicas alcanzables al añadir TCP, que mejoraría significativamente la biocompatibilidad y la osteointegración del elemento de fijación. Se obtuvo una velocidad de degradación menor a 0.5 mm/año en inmersión, que es considerada la velocidad ideal de degradación en implantes biodegradables.