Biorecubrimientos cerámicos de biovidrio/zirconia sobre la aleación Ti6Al4V para aplicaciones dentales

Abstract

Restorative dentistry has come a long way in the last 20 years with the advent of dental implants and bone grafts holders, manufactured from Ti6Al4V aelación extent permitted revolutionize the field of dental restoration. However, the titanium alloy Ti6Al4V, is susceptible to detachment of aluminum and vanadium ions in the short or long term physiological media having a pH aggressive to metals and thus enter the bloodstream infections generating within the bone tissue. Metal osseointegration with bone tissue is not preferred because it has lower bioactivity. Therefore at present there are materials that act as coatings such as zirconia which is a bioinert ceramic material and acts as an interface between the implant and the living tissue also provides good mechanical properties; bioactive glass, 45S5 bioglass specifically generated great interest for its good bioactivity and biocompatibility, helping colonization and proliferation of cells by inducing a greater osseointegration between the implant and the living tissue. Therefore, this paper aims to produce a ceramic material that is biocompatible with the physiological environment within the human body. A coating of bilayer system 45S5 bioglass / ZrO2 on Ti6Al4V alloy as a physical barrier that helps to electrochemical attack physiological medium and also increase bioactivity is proposed. This layer system was obtained by the electrophoretic deposition process, as a technique of easy application, low costs and short manufacturing times. To carry out the design of the coatings of the layer system were obtained the following systems: titanium alloy Ti6Al4V (untreated) ZrO2/Ti6Al4V, 45S5/Ti6Al4V y 45S5/ZrO2/Ti6Al4V.

La odontología restauradora ha avanzado mucho en los últimos 20 años con la aparición de implantes dentales y soportes para injertos óseos, fabricados de la aleación Ti6Al4V lo que han permitido revolucionar el campo de la restauración dental. Sin embargo, la aleación de titanio Ti6Al4V, es susceptible al desprendimiento de iones de aluminio y vanadio a corto o largo plazo en medios fisiológicos que poseen un pH agresivo para los metales y en consecuencia entran al torrente sanguíneo generando infecciones dentro del tejido óseo. La osteointegración del metal con el tejido óseo no es preferencial debido a que presenta baja bioactividad. Por ello en la actualidad existen materiales que actúan como recubrimientos como la zirconia que es un material cerámico bioinerte y actúa como interface entre el implante y el tejido vivo, además proporciona buenas propiedades mecánicas; el vidrio bioactivo, específicamente el biovidrio 45S5 que genera gran interés por su buena bioactividad y biocompatibilidad, ayudando a la colonización y proliferación de células induciendo una mayor osteointegración entre el implante y el tejido vivo. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo fabricar un material cerámico que sea biocompatible con el medio fisiológico dentro del cuerpo humano. Se propone un recubrimiento de sistema bicapa biovidrio 45S5/ZrO2 sobre la aleación Ti6Al4V, que ayude como barrera física al ataque electroquímico del medio fisiológico y además incremente la bioactividad. Este sistema bicapa se obtuvo mediante el proceso de depositación electroforética, por ser una técnica de fácil aplicación, bajos costos y cortos tiempos de fabricación. Para llevar a cabo el diseño de los recubrimientos del sistema bicapa se obtuvieron los siguientes sistemas: aleación de titanio Ti6Al4V (sin tratar), ZrO2/Ti6Al4V, 45S5/Ti6Al4V y 45S5/ZrO2/Ti6Al4V.