Biocerámicas con composición desviada del eutéctico ternario CaSiO3-Ca3(PO4)2-CaMgSi2O6, obtenidas mediante solidificación direccional por láser

Abstract

Resumen: Los materiales cerámicos se están empleando, cada vez en mayor medida, en aplicaciones biomédicas debido a que son capaces de generar una osteointegración completa en el cuerpo humano. Esto se produce debido a que en contacto con sistemas fisiológicos estos materiales experimentan ciertas transformaciones que facilitan la formación de hueso nuevo alrededor del implante cerámico. En este trabajo se pretende llevar a cabo un estudio de bioactividad de un material del sistema P2O5-CaO-SiO2-MgO, para ello se generaron muestras densas de dicho material por fusión zonal por láser (LFZ) y se llevó a cabo el estudio microestructral del mismo, antes y después de llevar a cabo el ensayo de bioactividad, tanto de materiales vítreos como cristalinos.Partiendo del material en polvo hemos generado cilindros cerámicos por prensado isostático en frío y después de llevar a cabo la sinterización de los cilindros conformados, generamos barras densas mediante la técnica de LFZ. Con el objetivo de controlar la microestructura de las muestras, se lleva a cabo un barrido de la velocidad de crecimiento, siendo capaces de elegir entre una estructura cristalina o vítrea. Las muestras obtenidas son bioactivas en contacto con suero fisiológico artificial ya que son capaces de generar una capa de hidroxiapatita en la superficie del material, cuya función es promover la unión hueso-implante y la regeneración del tejido dañado. Abstract: Ceramic materials are increasingly used in biomedical applications due to their ability to produce complete osseointegration in the human body. This is possible because, in contact with physiological systems, these materials undergo certain transformations that facilitate the formation of new bone around the ceramic implant. In this research is intended the bioactivity study of a material of the P2O5-CaO-SiO2-MgO system. For this reason the preparation, by zonal fusion by laser, the microstructural characterization and the study of the in vitro response of a material, both vitreous and crystalline, are proposed.Starting from the powdered material we have generated ceramic rods by cold isostatic pressing. After the sintering process of the rods at 1200˚C, we have achieved dense bars by laser floating zone technique (LFZ). An exploration of experimental conditions was performed, being able to obtain both, vitreous and crystalline structure. Samples obtained are bioactive in contact with simulated body fluid because they are able of generate an hydroxyapatite layer on the surface of the material whose function is to promote the union of the implant to the bone and the regeneration of damaged tissue.

Keywords

• Bioceramics
• Bioglass
• Scaffold
• Directional solidification