Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2009)
Obtención y caracterización de monocristales de fosfatos cálcicos empleando el método de sales fundidas
Abstract
In bone healing processes, an appropriate biomaterial must be biocompatible and its mechanical properties should be similar to surrounding tissue. Calcium phosphate bioceramics exhibit a good biocompatibility, but poor fracture toughness resistance. Whiskers and single crystals with high aspect ratio are widely employed to improve the mechanical properties; this work describes a method to produce calcium phosphate single crystals suitable for the reinforcement of calcium phosphate bioceramics such as tricalcium phosphate (β-TCP), hydroxyapatite (HA) and calcium phosphate cements. In this work we have researched about the procedure to obtain these crystals using the molten salt synthesis method, starting from high purity β-TCP powders. The effects of cooling rate, material/flux ratio and composition of the flux were investigated. The characterization of the obtained crystals were carried out by SEM and EDS. Single and powder crystal diffraction data were analyzed for the description of the chlorapatite structure.<br><br>La necesidad de tratar defectos óseos de diferentes tipos, magnitud y localización ha impulsado la búsqueda y desarrollo de biomateriales sintéticos. El uso de biocerámicas en aplicaciones de regeneración ósea está basado en su similitud con la fase mineral del hueso. Las biocerámicas como el hidroxiapatito (HA) y el fosfato tricálcico β-TCP, son osteoconductivas y biocompatibles, pero sus propiedades mecánicas no son adecuadas para ser implantados en zonas de carga debido a su baja tenacidad (1 MPa·√m), frente a la exhibida por el hueso (2-12 MPa·√m). El uso de “whiskers” de fosfato cálcico permitiría que tanto biocerámicas como cementos de fosfatos cálcicos puedan ser reforzados con una fase biocompatible, y que no comprometiera la estabilidad ‘in vivo’. En este trabajo se ha investigado cómo obtener “whiskers” de fosfatos cálcicos partiendo de β-TCP, siguiendo el método de crecimiento en sales fundidas, optimizando las condiciones de operación de este método para obtener una fase monocristalina con una relación de aspecto elevada, y cuya composición sea similar a la fase mineral del hueso. Se han estudiado los siguientes parámetros: composición del fundente, proporción material/fundente, y velocidad de enfriamiento. Los “whiskers” obtenidos se han caracterizado empleando difracción de rayos X de polvo cristalino (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y microanálisis EDX. La estructura cristalina de los cristales de cloroapatito se determinó a partir de difracción de monocristal y de polvo cristalino.
