Avances de la investigación sobre la modificación de la superficie de las aleaciones de titanio biomédicas para mejorar la resistencia al desgaste.

El titanio y sus aleaciones son los materiales metálicos más utilizados para implantes médicos en aplicaciones ortopédicas y dentales debido a su baja densidad, alta resistencia, no toxicidad y excelente resistencia a la corrosión. En comparación con el acero inoxidable tradicional y las aleaciones a base de cobalto, las aleaciones de titanio tienen un módulo elástico más bajo, y se ha demostrado que el módulo elástico bajo reduce el efecto de protección contra la tensión, induciendo y promoviendo mejor la osteointegración. Estas ventajas lo hacen más adecuado para aplicaciones médicas clínicas.

Sin embargo, el titanio y sus aleaciones no pueden cumplir con los requisitos clínicos de los implantes biomédicos. Los estudios clínicos a largo plazo han encontrado que los implantes de titanio tienen poca resistencia al desgaste. Los restos de desgaste generados por la fricción de los implantes de titanio pueden causar inflamación y tener efectos tóxicos en el cuerpo humano. .

Para mejorar las propiedades biológicas y tribológicas de las aleaciones de titanio, la introducción de tecnología de modificación de superficies para mejorar la actividad biológica, la resistencia al desgaste y las propiedades antibacterianas del titanio y las aleaciones de titanio es mejorar los materiales biológicos convencionales existentes para satisfacer las necesidades clínicas actuales y en evolución. método más económico y eficaz.

   En la actualidad, se han utilizado diversos métodos físicos y químicos para mejorar el comportamiento frente al desgaste de la superficie de la aleación de titanio, depositando un revestimiento cerámico con excelente resistencia al desgaste sobre la superficie del titanio para mejorar su comportamiento frente al desgaste y la corrosión. Los recubrimientos resistentes al desgaste de uso común incluyen recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) y de nitruro de titanio (TiN).

  Película de carbono tipo diamante (DLC)

  La película de carbono tipo diamante se utiliza a menudo como revestimiento resistente al desgaste en implantes de metal médico debido a su alta dureza, excelente resistencia al desgaste, bajo coeficiente de fricción y buena biocompatibilidad. Parte del dispositivo de implante tratado con la modificación de la superficie de la película de carbono tipo diamante ha logrado una aplicación clínica y tiene amplias perspectivas de aplicación para mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de los componentes metálicos de las articulaciones artificiales.

  Nitruro de titanio (TiN)

  TiN tiene buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Se utilizó por primera vez en herramientas de corte para prolongar su vida útil. Posteriormente, se descubrió que el nitruro de titanio tiene biocompatibilidad y comenzó a usarse en implantes médicos, como ortopedia y dentaduras postizas. En la actualidad, los principales métodos para preparar nitruro de titanio son la deposición física en fase de vapor (PVD), la deposición química en fase de vapor (CVD) y la pulverización térmica.