Protesis De Cadera En Cobalto

Jornadas SAM – CONAMET – AAS 2001, Septiembre de 2001

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DESARROLLO TECNOLOGICO A ESCALA PILOTO DE PROTESIS FEMORALES EN ALEACIONES METALICAS BIOCOMPATIBLES
A.Ges , O.Garbellini , O.Fornaro y H.Palacio . Instituto de Física de Materiales Tandil, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires Pinto 399 (7000) Tandil a CICPBA b CONICETemail: amges@exa.unicen.edu.ar RESUMEN El objetivo de este trabajo se centra en la investigación y desarrollo, mediante técnicas de fundición y colada en moldes de revestimiento cerámico, de piezas de controlada calidad macro y microestructural en aleaciones metálicas biocompatibles F-745 y Co-Cr: F-75. Se diseñaron y construyeron matrices y racimos de cera para la obtención de moldes cerámicos deacuerdo a la técnica de investment casting para prótesis de cadera del tipo Charnley. Se estudió la influencia de las variables de fundición y solidificación sobre las propiedades de prótesis as-cast y tratadas témicamente; observándose las variables dimensionales, el tipo y tamaño de grano, el espaciado dendrítico, microrechupes y propiedades mecánicas. Este trabajo se realizó dentro del ConvenioIFIMAT-TALLERES TANDIL (División Ortopedia) para el desarrollo tecnológico de prótesis femorales, a escala piloto, fabricadas con aleaciones biocompatibles de utilización en implantes quirúrgicos ortopédicos. Palabras claves Solidificación – Investment casting - Aleaciones biocompatibles – Prótesis femorales. INTRODUCCION Dentro de los Materiales Modernos con altas propiedades mecánicas ycorrosivas son relevantes los Biomateriales que juegan un importantísimo papel dentro de las aplicaciones a la Ciencia de la Salud [1]. El campo de los biomateriales ha evolucionado debido al avance del conocimiento en el diseño de aleaciones y estructuras con propiedades físicas, químicas y biológicas que se ajustan a los requerimientos de cada aplicación. Es así que se ha orientado esta búsqueda a todoun proceso integrado que involucra desde la preparación de las aleaciones con materiales de pureza, la colada de piezas libres de macro y microdefectos y la interacción de las mismas con el tejido biológico. En este sentido los parámetros de solidificación que determinan la naturaleza de las estructuras as-cast son el gradiente térmico, la velocidad de crecimiento y las variables de la aleación,donde la velocidad de enfriamiento y el tiempo local de solidificación son parámetros significativos en cuanto a la estructura de grano final, fases presentes, microsegregación, tamaño del espaciado dendrítico y microrrechupes [2-3]. Experimentalmente se ha estudiado ampliamente los efectos de la temperatura de colada y la velocidad de enfriamiento sobre las estructuras coladas de acerosinoxidables [4]. En este trabajo se utiliza una relación exponencial entre la temperatura de
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colada y el tamaño de grano a distintas velocidades de enfriamiento constantes. Si bien el efecto de la temperatura de colada sobre la evolución de la macroestructura es conocido, su efecto sobre la microestructura no ha sido explorado en detalle. Curch [5]demostró que altas velocidades de enfriamiento reducen el espaciado dendrítico primario [2-3]; por su parte ElBealy y Thomas [6] han establecido predicciones del espaciado dendrítico en los procesos de colada de aceros de bajo carbono. Este trabajo se centra en el estudio de la influencia de las variables de solidificación sobre las estructuras y propiedades físicas, químicas y biológicas dePrótesis de Cadera aptas para ser implantadas quirúrgicamente en seres humanos. Con este fin se investigó y se desarrolló, aplicando técnicas de fundición y de control estricto de las variables de solidificación en Investment Casting, piezas prototipo (Prótesis de cadera tipo Charnley) de controlada calidad macro y microestructural en acero inoxidable F-745 y en superaleaciones base Cobalto-F75....