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Diseño y modificación superficial de aleaciones de titanio pulvimetalúrgicas para aplicaciones biomédicas

Uno de los problemas con más relevancia del Sector Salud y Bienestar radica en la mejora de las propiedades de los biomateriales. En concreto, el titanio y sus aleaciones son materiales preferentes para aplicaciones biomédicas tales como prótesis o implantes para sustitución de tejido óseo. No obstante, para fomentar su uso a largo plazo es preciso solventar algunas desventajas tales como la baja resistencia al desgaste o el elevado módulo elástico.

Dado que el desarrollo de nuevos biomateriales implica gran inversión económica y temporal, la modificación superficial es una de las vías alternativas más importante para mejorar estos aspectos. Por un lado, recubrimientos de TiN mejoran la resistencia al desgaste. Métodos como CVD y PVD son elaborados y costosos, por lo que una solución posible es un método alternativo como la electrodeposición forética; más sencillo y de menor coste. Por otro lado, la introducción de elementos betágenos, Mo y Nb, conlleva la disminución superficial del módulo de elasticidad del sustrato mediante la formación de aleaciones beta en la superficie de estos.

En esta investigación se lleva a cabo el diseño y la evaluación de superficies de titanio pulvimetalúrgico modificadas por técnicas coloidales y procesos de difusión para la fabricación de piezas en el Sector Salud y Bienestar. Los sustratos de titanio se fabrican por pulvimetalurgia; tecnología ecológica de coste reducido y por tanto de creciente interés en el mercado. Se compara la modificación y composición obtenida en sustratos de Ti y aleación Ti6Al4V por diferentes métodos: (i) co-sinterización de recubrimiento y sustrato en verde, (ii) tratamiento de difusión después de sinterización, (iii) difusión termo-reactiva mediante activador. Posteriormente se evalúa la mejora en las propiedades mecánicas, comportamiento a corrosión, desgaste, tribocorrosión y biocompatibilidad de dichos materiales.