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 .

Biomaterials

MaterialsBIO

IngenieriaMedicina

Biologia

Naturaleza

Enfermedades

Bioquimica

Biomimetismo

Quimica

Fisica

Ciencia deMateriales

Biomecanica

Tecnologia

Interdisciplinario!!!

Disenyo

Mata Alvaro. Curso de Biomateriales, ULA Mérida 2009.

MUCHAS GRACIAS