Propiedades De Materiales

La elasticidad, la tenacidad y la resistencia a la fatiga en implantes de titanio puro y sus aleaciones.

Luis Daniel Cruz Zaragoza
Abstract
Undoubtedly, biomaterials have had a major impact on the practice of contemporary medicine and patient care in both saving, and improving the quality of lives of humans and animals. Among the biomaterials, metals have been extensively used, almostexclusively for load-bearing implants in orthopedics (such as hip and knee prostheses), and in stomatology. For most (but not all) biomedical applications, the two properties of greatest importance are strength (mechanical) and reactivity (chemical). Titanium pure and its alloys are very used in implantology as bone substitute. In this work, it was analyzed three mechanical properties very important forthe good performance of these osseous implants: elasticity, tenacity, and fatigue resistance. I was reviewed some of the experimental methods related, the values for the titanium and its alloys implants, and the importance of these properties.
Resumen
Sin lugar a dudas, los biomateriales han tenido un impacto importante en la práctica de la medicina contemporánea y en el cuidado de lospacientes, para salvar y mejorar la calidad de vida de humanos y animales. Entre los biomateriales, los metales han sido extensamente utilizados, casi exclusivamente en implantes de sitios de alta carga en ortopedia (como las prótesis de cadera y rodilla) y en estomatología. Para la mayoría de las aplicaciones biomédicas (pero no todas), las dos propiedades de mayor importancia son la resistencia(mecánica) y la reactividad (química). El titanio puro y sus aleaciones son muy usados en implantología como sustituto óseo. En este trabajo se analizaron tres propiedades mecánicas muy importantes para el buen desempeño de estos implantes óseos: la elasticidad, la tenacidad y la resistencia a la fatiga. Se revisaron algunos de los métodos experimentales relacionados, los valores para los implantes detitanio y sus aleaciones y la importancia de estas propiedades.
Introducción
Los biomateriales metálicos han sido empleado principalmente para la fabricación de dispositivos médicos para el remplazo de tejido duro, tales como las articulaciones de la cadera y de la rodilla, las placas óseas y los implantes dentales debido a que son muy confiables por mostrar un buen desempeño mecánico, a diferenciade cerámicas y polímeros. Entre estos biomateriales metálicos aparecen los aceros inoxidables, las aleaciones de cobalto, el titanio y sus aleaciones. Las consideraciones principales para la selección de los metales y las aleaciones para las aplicaciones biomédicas son la biocompatibilidad, propiedades mecánicas apropiadas, resistencia a la corrosión y un costo razonable. El titanio y susaleaciones demostraron tener una de las mejores biocompatibilidades, y se comprobó que al implantarlos como sustitutivo de tejido óseo se producía el fenómeno de la osteointegración (unión directa entre hueso e implante).
El empleo de un biomaterial en el diseño de un dispositivo biomédico obliga a evaluar su capacidad de soportar las cargas mecánicas a las que va a estar sometido durante su desempeñoen la función específica, tales como: la elasticidad, la resiliencia, la tenacidad, la resistencia a la fatiga, la dureza, la resistencia máxima (esfuerzo último), entre otras. Acorde a la opinión de investigadores de este campo, los biomateriales sustitutivos de hueso, que soporten grandes cargas y cargas fluctuantes, deben mostrar una elasticidad adecuada (lo más cercana posible a la del hueso);una elevada tenacidad; y alta resistencia a la fatiga puesto que en la mayoría de los sitios donde se implanta se desarrollan esfuerzos fluctuantes.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de un material son aquellas relacionadas con la reacción de este frente a una carga aplicada. Las propiedades mecánicas de los metales determinan el rango de utilidad como material. También se...