Síntesis, caracterización y determinación de propiedades mecánicas en polvos base titanio para aplicaciones avanzadas en biotecnología

Abstract

Through the years, the advances in medicine has increased, due to the human being's need to have a full and satisfactory life, generating an increase in life expectancy and with it the need to solve the complications of the degenerative diseases, among which is the degradation of the bone structure. As a viable alternative to solve this type of problem, there are the use of biomaterials, which have as main objective the partial or total replacement of a living structure. Among the biomaterials used for the replacement of human bone are Ti-β base alloys, which have excellent corrosion resistance and mechanical strength properties. However, being a metastable phase, it can only be used at temperatures below its transformation (approximately 370 ° C). Which is why it requires adequate cold working processes in order to maintain the Ti-β phase, throughout the production process. Therefore, it is very important to innovate the process of obtaining this phase and improve these properties, since currently the industry and the medical field are requesting Ti-β base materials free of toxic elements such as V and Al. Among the stabilizing elements of the Ti-β phase, is the Ta and Sn, both biocompatible elements. Now a days there is a lack of information related to the Ti-Ta-Sn alloy, due to this, it is very important to identify the appropriate parameters to produce this type of alloys, taking into consideration a sustainable production with low energy consumption such as the mechanical alloying (AM) process. The aim of the present work was determined the effect of tin on the Ti-Ta-x% Sn alloy (x = 3, 6, 9 and 12%at), obtained by mechanical alloying in time intervals between 5 and 100 hours.

Conforme los años pasan, los avances en el área de la medicina incrementan, generando un incremento en la expectativa de vida. Lo anterior provoca que se produzcan complicaciones de enfermedades degenerativas, entre las que se encuentra la degradación de la estructura ósea. Como alternativa viable para solucionar este tipo de problema, se encuentran el uso de los biomateriales, los cuales tienen como principal objetivo la sustitución parcial o total de una estructura viva. Entre los biomateriales utilizados para la sustitución del hueso humano se encuentran las aleaciones base Ti-β, las cuales tienen excelentes propiedades de resistencia a la corrosión y resistencia mecánica. Sin embargo, al ser una fase metaestable, únicamente puede ser utilizada a temperaturas por debajo de su transformación (aproximadamente 370°C). Razón por la cual se requiere de adecuados procesos de trabajo en frio para poder mantener la fase Ti-β en todo el proceso de producción. Por lo que, es de gran importancia el innovar el proceso de obtención de esta fase y mejorar estas propiedades, debido a que en la actualidad la industria y el área médica están solicitando materiales base Ti-β, libres de elementos tóxicos como lo es el V y Al. Entre los elementos estabilizadores de la fase Ti-β, se encuentra el Ta y Sn, ambos elementos biocompatibles. Pero en la actualidad se carece de información relacionada con la producción de aleaciones Ti-Ta-Sn. Debido a ello es de suma importancia identificar los parámetros adecuados para la producción de este tipo de aleaciones, teniendo en cuenta el uso de una producción sustentable y de bajo consumo energético, como lo proceso de aleado mecánico. En el presente trabajo se determinó el efecto del estaño en la aleación Ti-Ta-X%Sn (X=3, 6, 9 y 12% wt), obtenida por aleado mecánico en intervalos de tiempo entre 5 y 100 horas.