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Diseño, síntesis y estudio electroquímico de recubrimientos de tipo sol-gel para aplicaciones biomédicas

Reto: Mejorar la oseointegración de titanio en el cuerpo mediante la modificación superficial del metal con recubrimientos de tipo sol-gel

La necesidad de mejorar la oseointegración de implantes y prótesis en base titanio ha dado lugar a una creciente actividad investigadora centrada en la modificación superficial de dichos materiales. En este trabajo se propone como alternativa la aplicación de recubrimientos de tipo sol-gel cuya tecnología permite el diseño a medida de las propiedades del material. Se ha elegido como base un producto sol-gel híbrido órgano-inorgánico formado por la mezcla de dos organopolisiloxanos, 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano (MAPTMS) y tetrametilortosilicato (TMOS), en una proporción molar de 1:2. La estrategia seguida consiste en modificar la formulación de los recubrimientos mediante la adición de compuestos orgánicos en base fósforo para hacer selectiva la superficie del material a las especies que contribuyen al crecimiento de apatita. Para ello, se modificaron los recubrimientos mediante la adición de: 1) tris(trimetilsilil)fosfito y 2) dimetiltrimetilsililfosfito. Las características superficiales del material, como la porosidad y la mojabilidad, juegan un papel determinante en la oseointegración. La porosidad fue estudiada mediante Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y la mojabilidad mediante la medición del ángulo de contacto formado entre la superficie del recubrimiento y una gota de agua destilada. Para evaluar el comportamiento electroquímico de los recubrimientos se realizaron ensayos de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIE). Para imitar las condiciones del cuerpo humano, se eligió como electrolito un fluido corporal simulado y las medidas se realizaron a 37 °C. Previo a las medidas de impedancia, se monitorizó el potencial a circuito abierto durante 24 horas para estudiar la estabilidad de cada recubrimiento. Finalmente, la superficie de las muestras fue examinada mediante MEB para identificar cualquier evidencia de daño o degradación del material. La combinación de IEE y de la caracterización superficial ha demostrado ser una potencial herramienta para el diseño de recubrimientos de tipo sol-gel.