Informe de investigador
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Informe científico de investigador: Gregorutti, Ricardo Walter (2014)

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Resumen

En el período informado se han realizado estudios de solidificación en prótesis de cadera, consistentes en determinar las curvas de solidificación en las distintas partes de la pieza, a fin de evaluar los perfiles térmicos que determinan las microestructuras y perfiles de segregación de los elementos aleantes. La importancia de estos estudios radica en que las microestructuras y perfiles de segregación de los elementos aleantes influyen en las propiedades mecánicas, electroquímicas y físicas de las prótesis. Las prácticas se realizaron con el acero inoxidable ASTM F745 y con la aleación Co-Cr-Mo ASTM F75, materiales usados para la fabricación de prótesis quirúrgicas por procesos de colada. Los perfiles térmicos se midieron con termocuplas de platino-platino/rodio y plaqueta adquisidora de datos, mientras que los análisis metalográficos se realizaron con microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía dispersiva de rayos X (EDAX) para determinar los perfiles de segregación. Los resultados indicaron que en el vástago femoral las microestructuras en ambos materiales son más finas que en la zona superior correspondiente al cabezal de la prótesis, debido a un mayor subenfriamiento térmico, originado por la mayor velocidad de enfriamiento producida en esa zona, lo que también conduce a una menor segregación de elementos aleantes. Desde el punto de vista electroquímica, se analizó la aleación de cobalto ASTM F75 mediante ensayos de polarización cíclica, según la norma ASTM F2129, a 37ºC en solución fisiológica de NaCl al 0,9% en agua. Los resultados mostraron que el comportamiento, frente a la susceptibilidad de sufrir corrosión localizada, fue similar en ambas regiones, indicando que no hay diferencias respecto de los diferentes tamaños de microestructuras en esta aleación. Por otro lado, se realizaron ensayos electroquímicos de polarización cíclica en la mencionada solución fisiológica para evaluar la susceptibilidad a la corrosión localizada del acero inoxidable ASTM F745 y del acero inoxidable Dúplex ante posibles cambios de pH en el cuerpo humano. Los análisis se realizaron variando el pH entre 4 y 9, con barridos entre un potencial inicial de -0.1V versus el potencial de circuito abierto (Eca) y un potencial de inversión del barrido de 0,3 V respecto del Eca, o el potencial correspondiente a una corriente máxima de 30 μA. La velocidad de barrido fue de 0,167 mV/s. La celda se conformó con el electrodo de trabajo como ánodo, el electrodo de calomel saturado como referencia y contraelectrodo de acero inoxidable. Los resultados indicaron que el acero inoxidable Dúplex ha mostrado una menor susceptibilidad a sufrir corrosión localizada que el acero ASTM F745, al poseer un rango de pasividad más amplio y una mayor capacidad de repasivación. Estas propiedades no presentaron variaciones significativas en el rango de pH considerado. En cambio el acero ASTM F745 mostró una capacidad de repasivación decreciente con el aumento de pH. Las tareas informadas se desarrollan en el marco del Programa Institucional “Desarrollo de materiales para implantes quirúrgicos”, que se lleva a cabo en el LEMIT bajo mi direción. Se estima que las mismas poseen una relevancia significativa, habida cuenta que por la Ley Provincial 11950/98, el LEMIT es el organismo contralor de materiales para prótesis e implantes quirúrgicos en el ámbito de la Provincia de Buenos Aires.

Palabras clave
Prótesis Articulares
Acero Inoxidable
aleación de cobalto
Corrosión
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