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Tratamientos de superficie en biomateriales: ataque ácido de superficies de titanio

Pazos, L.(i) ; Conterno, G.(i); Parodi, M.B.(i); Roth, M.(i); Egidi, D.A.(i); Corengia, P.(i); Crosta, R.(ii)

(i)INTI-Mecánica
(ii)Implantes Rosterdent

Introducción
El titanio es frecuentemente utilizado como biomaterial y es usualmente seleccionado para confeccionar implantes dentales. Estosimplantes de titanio se encuentran recubiertos por una capa de pequeño espesor (2 a 5 nm) de TiO2, que le brinda biocompatibilidad y pasividad química al metal base[1].
Múltiples factores inciden en el éxito clínico de los implantes dentales, entre ellos los relacionados con el estado de los tejidos del paciente, las técnicas quirúrgicas utilizadas, las condiciones de carga que actuarán en la zonaafectada y las características de superficie del biomaterial.
Existen diferentes tratamientos de superficie que se utilizan para modificar la topografía y la rugosidad del titanio, con el objeto de mejorar la oseointegración. A través de diferentes procesos, se busca modificar la morfología de la superficie que estará en contacto con los tejidos, generando de esta manera un mejor anclaje mecánico ybiológico. Entre estos tratamientos, el de grabado o ataque ácido es muy difundido, y es posible utilizarlo como único tratamiento o luego de un tratamiento de blasting, en cuyo caso se denomina SLA. Resultados publicados sobre estudios de superficies con este tratamiento dual mostraron un aumento de la tasa y la cantidad de formación ósea en la superficie del implante.
Las soluciones utilizadas enestos tratamientos tienen variadas composiciones, siendo comúnmente utilizados los ácidos sulfúrico, clorhídrico, nítrico y fluorhídrico, o combinaciones de ellos [2,3].
Descripción Experimental
Se utilizaron como sustratos láminas de titanio comercialmente puro grado 2 de 20 x 10 x 0,2 mm, con dos tratamientos previos: desbaste mecánico hasta papel abrasivo grano 600 y blasting segúncondiciones de proceso industrial. Una muestra desbastada y otra con tratamiento de blasting se utilizaron como referencia y se denominaron D0 y G0 respectivamente.
Se realizó una limpieza en ultrasonido con acetona, alcohol isopropílico y agua deionizada durante 3 minutos. El ataque ácido se realizó, en todos los casos, a una temperatura de 60 ºC durante 30 minutos y con un volumen de solución de 6 ml.Se utilizaron soluciones de ácido sulfúrico y ácido clorhídrico con diferentes concentraciones y se identificaron las muestras según se detalla en la Tabla I.
La caracterización topográfica se hizo por microscopía electrónica de barrido en un equipo Philips SEM 505.

La rugosidad de las superficies se midió con un perfilómetro Hommelwerke Tester T1000 (INTI-Procesos Superficiales), utilizandocomo parámetro el valor de rugosidad media Ra, correspondiente a la media aritmética de las alturas de los picos y valles respecto a un plano principal, medido en µm. En todos los casos, el valor de Ra se obtuvo como un promedio de los resultados medidos en cada muestra para tres direcciones diferentes.


Tabla I. Identificación de las muestras

Muestra
Trat. previo
Solución
ConcentraciónD0
Desbastada
----
----
D1
Desbastada
H2SO4
6 M
D2
Desbastada
H2SO4
9 M
D3
Desbastada
H2SO4
12 M
D4
Desbastada
H2SO4
18 M
D5
Desbastada
HCl
6 M
D6
Desbastada
HCl
9 M
D7
Desbastada
HCl
12 M
G0
Blasting
----
----
G1
Blasting
H2SO4
6 M
G2
Blasting
H2SO4
9 M
G3
Blasting
H2SO4
12 M
G4
Blasting
H2SO4
18 M
G5
Blasting
HCl
6 M
G6
Blasting
HCl
9 MG7
Blasting
HCl
12 M

Las muestras, luego de ser limpiadas y cuidadosamente secadas, se pesaron antes y después del tratamiento en una balanza Mettler Toledo AB204 (INTI-Procesos superficiales) con precisión de 0,01 g.
Resultados
El ataque ácido provocó diferentes grados de corrosión en las muestras con desbaste previo. Las láminas tratadas con concentraciones de 6M y 9 M para ambos...