VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

VIII Conference "Chemical Sciences"

ACCELERATED BIOMIMETIC DEPOSITION OF HYDROXYAPATITE ON PRE-CALCIFIED TITANIUM SURFACES

Abstract

Titanium and its alloys are the materials most commonly used today as bone implants thanks to their excellent biocompatibility, light weight, low elastic modulus and high resistance to corrosion. To guarantee better osseointegration, these materials are subjected to various surface modifications, among which the coating with bioactive materials stands out.
The present work proposes the obtaining and characterization of hydroxyapatite coatings through the use of supersaturated calcium solutions as an alternative to the traditional biomimetic method. Additionally, a modification to the calcium ion implantation process (pre-calcification) used as a means of activating the metal surface prior to deposition is proposed, with the aim of shortening the times to obtain the coatings and improving adhesion to the substrate. The materials obtained were characterized by Scanning Electron Microscopy, X-ray Diffraction and X-ray Spectrometry.
The results show that the use of supersaturated calcium solutions combined with the chemical activation of the substrate allows the obtaining times of hydroxyapatite coatings to be reduced. However, to obtain an adequate layer thickness for the desired applications, a longer immersion time in these solutions is necessary. The modification introduced during pre-calcification induces greater apatitic precipitation and allows obtaining a more homogeneous layer whose chemical and morphological composition vary with the heat treatment carried out as a way to improve the adhesion of the coatings.

Resumen

El titanio y sus aleaciones son los materiales más empleados en la actualidad como implantes óseos gracias a su excelente biocompatibilidad, peso ligero, bajo módulo elástico y alta resistencia a la corrosión. Para garantizar una mejor osteointegración, dichos materiales son sometidos a diversas modificaciones superficiales entre las que sobresale el recubrimiento con materiales bioactivos.
El presente trabajo propone la obtención y caracterización de recubrimientos de hidroxiapatita mediante la utilización de soluciones sobresaturadas en calcio como alternativa al método biomimético tradicional. Adicionalmente se propone una modificación al proceso de implantación de iones calcio (pre-calcificación) utilizado como vía de activación de la superficie metálica previa deposición, con el objetivo de acortar los tiempos de obtención de los recubrimientos y mejorar la adhesión al sustrato. Los materiales obtenidos fueron caracterizados mediante Microscopía Electrónica de Barrido, Difracción de Rayos-X y Espectrometría de Rayos-X.
Los resultados muestran que el uso de soluciones sobresaturadas en calcio combinado con la activación química del sustrato permite disminuir los tiempos de obtención de los recubrimientos de hidroxiapatita. Sin embargo, para obtener un espesor de capa adecuado para las aplicaciones deseadas es necesario un mayor tiempo de inmersión en dichas soluciones. La modificación introducida durante la pre-calcificación induce una mayor precipitación apatítica y permite obtener una capa más homogénea cuya composición química y morfológica varían con el tratamiento térmico realizado como vía de mejorar la adherencia de los recubrimientos.