Corrosión en prótesis porosas de AISI 316L obtenidas por Gelcasting

Abstract

Gelcasting (GC) process, usually used for ceramic moulding, is adapted for producing spongy or porous metal osteosynthesis components destined to bone void filling. The main objective of the interconnected porosity is to improve the osteoconductive of metal matrix by ingrowth of bone. Further, porosity reduces metal density and Young module, which cause bone resorption, leading to implant failure, phenomenon known as stress shielding. The employed GC is based on the formulation of AISI 316L stainless steel powder suspension in an aqueous solution of organic polymers. This suspension is cast into porous ceramic shells, like those used in lost wax technique, wherein the polymer crosslinking is induced by heating. The shells, containing the resulting hydrogel–metal composite, are subjected to thermal cycle in order to dry, burn the organic phase, sinter the metal particles at 1200 °C, and cool down to room temperature under dry hydrogen permanent flow. The susceptibility to corrosion of 50-60 % porous pieces was analyzed. The results indicated that the lower relation between the open porosity and the total porosity, the lower the corrosion rate.

El Proceso gelcasting (GC), que generalmente se usa para el moldeo de cerámica, es adaptado para la producción de componentes de metal de osteosíntesis esponjosos porosos o prótesis, destinada llenado de defectos óseos. El objetivo principal de la porosidad interconectada es mejorar la osteoconductividad de matriz metálica y el crecimiento de hueso en su interior. Además, la porosidad disminuye la densidad de metal y los módulos de Young, que causan la resorción ósea, lo que lleva al fracaso del implante, fenómeno conocido apantallamiento de tensiones. El GC empleada se basa en la formulación de una suspensión de polvo de acero inoxidable AISI 316L en una solución acuosa de monómeros y polímeros orgánicos. Esta es colada en cáscara cerámicas porosas, como los utilizados en la técnica de la cera perdida, en la que el entrecruzado polimérico es inducido por calentamiento. Las cáscaras, que contienen el compuesto de metal de hidrogel resultante, se someten a ciclo térmico con el fin de secar, quemar la fase orgánica, sinterizar las partículas de metal a 1200 º C, y enfriar a temperatura ambiente bajo hidrógeno flujo permanente seco. La susceptibilidad a la corrosión fue analizada en piezas con porosidades entre 50 a 60%.. Los resultados indicaron que cuanto menor es la relación entre la porosidad abierta y la porosidad total, menor es la velocidad de corrosión.