Estudio de la formación y bioactividad de recubrimientos de nitruro de titanio y dióxido de titanio sobre acero inoxidable 316L para aplicaciones como biomateriales

Abstract

En la actualidad uno de los materiales usados en prótesis es el acero inoxidable 316L, por su alta resistencia mecánica y su bajo costo comparado con el titanio, sin embargo, los implantes de acero son propensos a focos de corrosión y pérdida de los iones metálicos hacia los tejidos circundantes al implante. Una alternativa interesante es recubrir el acero inoxidable 316L con dióxido de titanio (TiO2) y con nitruro de titanio (TiN). En este trabajo de investigación se estudia la formación de recubrimientos de nitruro de titanio y dióxido de titanio formados sobre acero inoxidable 316L mediante la técnica de pulverización catódica, también se estudia el efecto de estos recubrimientos en la formación de un fosfato de calcio a partir de fluido corporal simulado. Los discos de acero inoxidable 316L fueron cubiertos con capas delgadas de nitruro de titanio, dióxido de titanio y multicapas nitruro de titanio (1ª capa) - dióxido de titanio (2ª capa), mediante la técnica de pulverización catódica (“Sputtering”). Luego se sumergieron por separado, muestras de acero inoxidable 316L sin recubrir y con recubrimiento, en soluciones de fluido corporal simulado estándar y con exceso de 50% de calcio, a una temperatura de 37°C, por un tiempo de 6 semanas. Posteriormente las muestras fueron caracterizadas mediante, microscopía óptica, microscopía electrónica de transmisión, microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica de barrido con análisis elemental por dispersión en la energía de rayos X. Se observó la formación de fosfatos de calcio en todas las muestras, obteniéndose una mayor formación de fosfatos de calcio en las muestras con recubrimientos de doble capa (TiN/TiO2) y en aquellas que fueron sumergidas en fluido corporal simulado con exceso de calcio. Debido a los resultados obtenidos sería recomendable fabricar implantes de acero inoxidable 316L cubiertos con una multicapa de TiN-TiO2 y fosfatos de calcio.