Evaluation of the mechanical behavior of porous pieces of titanium, obtained by powder metallurgy and superactivated carbon as spacer.
DOI:
https://doi.org/10.54139/revinguc.v29i1.85Keywords:
Prosthetic implant, Porous titanium, Super activated carbon, mechanical propertiesAbstract
Titanium prosthetic implants have an elastic modulus greater than that of bone, absorbing the mechanical load, causing the shielding effect due to mechanical stresses. The biomaterial is required to have a minimum modulus of stiffness of 3 GPa, compressive stress between 2 to 12 MPa, and flexural stress between 10 to 20 MPa, which are values for cancellous femoral bone. A method to reduce the elastic modulus is to create pores in the titanium piece by means of the powder metallurgical method and super activated carbon as a spacer, by this method 27 rectangular section pieces were obtained for the bending test (UNE-EN ISO-3325) and 27 of circular section for compression test (ASTM E9-89). This research achieved a bending stiffness modulus of 0;017 GPa and a compression stiffness modulus of 4,14 GPa, values close to the mechanical properties of trabecular bone.
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L. Grinschpun, C. Oldani, M. Schneiter, M. Valdemarin, y J. Pereyra, “Obtención de compuesto de titanio con gradiente de porosidad mediante técnica pulvimetalúrgia,” Revista Materia, vol. 23, no. 2, 2018. https://doi.org/10.1590/S1517-707620180002.0421
L. Contreras-Varga, K. Noris-Suarez, y G. González, “Aplicaciones de materiales mesoporosos en la ingeniería de tejido óseo,” infoANALÍTICA Revista Escuela de Ciencias Químicas, vol. 9, no. 2, pp. 17– 45, 2021. https://doi.org/10.26807/ia.v9i1.126
C. A. Roure, S. M. Cantero, L. R. O., G. A. Giménez, y P. R. L., “Desarrollo de estructuras porosas para implantes base titanio,” in Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales 2016, Córdoba, Argentina, 2016.
A. Meléndez, “Desarrollo de piezas porosas de titanio grado 2, con superficies de poros recubiertas con vidrio base sílice,” Revista Materiales Avanzados, no. 30, pp. 44–55, 2019.
C. Tojal, J. Devaud, V. Amigó, y J. A. Calero, “Caracterización mecánica de aleaciones porosas, base Ti, producidas mediante la técnica de sinterización con espaciador,” Revista de Metalurgia, vol. 46, no. Extraordinario, pp. 25–32, 2010. https://doi.org/10.3989/revmetalmadrid.02.2XIIPMS
S. R. Domínguez, “Desarrollo y caracterización de espumas de titanio para uso biomédico obtenidas por el método de espaciadores,” Trabajo de investigación para optar al título de máster en ingeniería mecánica y materiales, Universidad Politécnica de Valencia, España, 2011.
J. A. Arévalo-Romero, D. M. Páez-Guerrero, y V. M. Rodríguez-Pardo, “Células madre mesenquimales: características biológicas y aplicaciones clínicas,” Nova, vol. 5, no. 8, pp. 101–212, 2007.
M. A. Velasco P. y D. A. Garzón A., “Implantes Scaffolds para regeneración ósea. Materiales, técnicas y modelado mediante sistemas de reacción-difusión,” Revista Cubana de Investigaciones Biomédicas, vol. 29, no. 1, 2010.
F. M. Stábile, “Diseño y procesamiento de vitrocerámicos bioactivos. Evaluación del uso de minerales,” Tesis Doctoral, Universidad Nacional de la Plata, Argentina, 2017.
V. Amigó, F. Romero, M. D. Salvador, y D. Busquets, “Reactividad matriz-refuerzo en compuestos de matriz de titanio pulvimetalúrgico,” Revista de Metalurgia, vol. 43, no. 6, pp. 434–447, 2007.
I. A. Irausquín C., “Caracterización mecánica de espumas metálicas y su aplicación en sistemas de absorción de energía,” Tesis Doctoral, Universidad Carlos III de Madrid, España, 2012.
M. A. Villegas, A. De Pablos, y J. M. Fernández N., “Propiedades y caracterización estructural de vidrios del sistema CaO – TiO2 – Al2O3 – SiO2,” Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, vol. 34, no. 3, pp. 135–139, 1995.
E. Rodríguez, R. Mejía de G., S. Bernal, y M. Gordillo, “Efecto de los módulos SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2, en las propiedades de sistemas geopoliméricos basados en un metacaolín,” Revista de la Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia, no. 49, pp. 30–40, 2009.
Y. E. Ramírez C., “Determinación de las fases presentes en pisos y revestimientos cerámicos a base de arcilla cocidos a diferentes temperaturas y su influencia en las propiedades técnicas,” Tesis de Magíster, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Colombia, 2012.
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