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Se ha obtenido una capa de fosfato de calcio del mismo contenido mineral que el hueso en la superficie del implante dental de titanio, que tiene como consecuencia una muy rápida y eficaz osteointegración. Esta capa se ha obtenido mediante un método biomimético por vía termoquímica. La capa se une al substrato por enlace químico. Este hecho evita todos los inconvenientes de los métodos de recubrimiento convencionales (plasma spray, ablación láser...) cuya unión es por interacción mecánica, lo cual provocaba que hubiese espacio vacío entre el substrato y la capa facilitando la colonización bacteriana (periimplantitis) y un desprendimiento y degradación acelerados de la misma. Con la formación de la capa por el método termoquímico, sobre la superficie rugosa del implante, el tiempo de convalecencia se reduce significativamente ya que colocamos una estructura en la superficie del implante que las células reconocen, facilitando el crecimiento óseo alrededor del implante dental. A esta capacidad de formar capas cerámicas de fosfato de calcio en la superficie del biomaterial se la conoce como bioactividad y, anteriormente, era una habilidad que sólo tenían algunas cerámicas y vidrios. El desarrollo y obtención de estos implantes de titanio con una rugosidad optimizada y bioactivos combina una magnífica fijación mecánica con la rapidez del crecimiento del hueso, con lo que se consigue un implante con mejor osteointegración tanto a corto como a largo plazo.

El objetivo de este trabajo es estudiar el cambio en las propiedades energéticas de muestras de titanio comercialmente puro debido a distintos tratamientos superficiales y a distintos métodos de esterilización; con la finalidad de entender cómo afectan estos cambios a los procesos biológicos de los implantes de titanio. Los distintos tratamientos superficiales utilizados fueron: la formación de rugosidad mediante la proyección de partículas abrasivas, el granallado, y la esterilización mediante autoclave, óxido de etileno o radiación gamma. Tanto el nivel de rugosidad generada como la naturaleza de las partículas del granallado influyen en el carácter energético de las muestras; incrementando el carácter hidrofóbico con el aumento de la rugosidad y con la utilización de alúmina. Los contaminantes debidos al proceso de autoclave hidrofobizan las superficies; contrariamente a la esterilización por óxido de etileno que disminuye el valor del ángulo de contacto. La modificación de las superficies tratadas fue examinada con una serie de técnicas analíticas superficiales que incluyen el microscopio electrónico de barrido (SEM), la interferometría óptica y la medición del ángulo de contacto para poder realizar una caracterización topográfica, cualitativa y cuantitiva, y una caracterización energética, respectivamente. The aim of this work is to study the energetic properties of commercially pure titanium samples due to different surface treatments and different sterilization methods; with the purpose to understand how these changes affect to the biological processes of titanium implants. The different surface treatments were: roughness obtained by shot blasting, and sterilization by steam autoclaving, ethylene oxide or gamma radiation. Roughness level and the nature of the abrasive particles of shot blasting influence energetically the samples; increasing the hydrophobic behaviour with the increase of the surface roughness and the alumina use. The contamination due to steam autoclaving hydrophobizes the surface; contrary to sterilization by ethylene oxide, which reduces the contact angle value. The modification of treated surfaces was examined with a series of surface analytical techniques that include the scanning electron microscopy (SEM), the white light interferometer microscopy and the static contact angle measurement in order to determine a qualitative and quantitative topographic characterization and an energetic characterization.

La estabilización interna de fracturas de la diáfisis femoral se realiza mediante la implantación de clavos intramedulares o placas de osteosíntesis. El objetivo de este estudio es realizar una comparación biomecánica por elementos finitos de ambos implantes y así desarrollar una herramienta preclínica para guiar a los cirujanos en la elección del método de estabilización más adecuado para cada fractura. Se malló un fémur entero en el cual se practicó una fractura de 1mm ó 3mm en la diáfisis. Los modelos de placa y clavo se mallaron a partir de la geometría de los implantes, para el clavo se realizaron dos modelos con diámetros distintos (11 y 13 mm). El estudio incluye simulaciones en dos etapas de regeneración de la fractura (con modulo de elasticidad en la fractura de 1 MPa ó 10 MPa), con implantes de acero inoxidable y titanio. Las cargas aplicadas simulan el apoyo monopodal e incluyen la actuación de la cadera, y los músculos abductores, psoas ilíaco e iliotibial. Los resultados muestran que la tensión en los implantes aumenta con el tamaño de la fractura y disminuye con su módulo. Los clavos tienden a inducir más deformación en la fractura que las placas. El diámetro de los clavos influye en la tensión inducida en el hueso y en la deformación en la fractura, los resultados de los clavos más anchos tienden a los resultados de las placas.

En este trabajo se ha utilizado la técnica del dipping, para practicar varios tipos de recubrimientos de ácido poliláctico sobre un nuevo material compuesto totalmente biodegradable formado por PLA + vidrio de fosfato; siendo ambos materiales biodegradables, y por tanto, también el compuesto. El principio de funcionamiento que presenta este tipo de técnica es actuando como barrera física entre los fluidos biológicos y el material compuesto, protegiéndolo frente a la degradación y prolongando en el tiempo las propiedades mecánicas. El control de la velocidad de degradación se ha llevado a cabo variando el grosor y el número de capas. Mediante diversas técnicas de análisis, como los ensayos a flexión o la microscopía electrónica, se han determinado las propiedades mecánicas durante las 4 semanas que ha durado el análisis, así como los cambios morfológicos del compuesto y de la capa o capas protectoras. Los resultados mostraron cambios significativos en la morfología de los materiales después de 4 semanas de inmersión en fluido fisiológico simulado (SBF). El recubrimiento de menor espesor obtuvo los mejores resultados.

Se presenta un nuevo método mecánico de cerclaje alámbrico que simplifica los actualmente en uso. El comportamiento biomecánico de dicho cerclaje ha resultado ser superior al efectuado manualmente, por lo que puede utilizarse en clínica humana.

En este trabajo se ha utilizado la técnica del dipping, para practicar varios tipos de recubrimientos de ácido poliláctico sobre un nuevo material compuesto totalmente biodegradable formado por PLA + vidrio de fosfato; siendo ambos materiales biodegradables, y por tanto, también el compuesto. El principio de funcionamiento que presenta este tipo de técnica es actuando como barrera física entre los fluidos biológicos y el material compuesto, protegiéndolo frente a la degradación y prolongando en el tiempo las propiedades mecánicas. El control de la velocidad de degradación se ha llevado a cabo variando el grosor y el número de capas. Mediante diversas técnicas de análisis, como los ensayos a flexión o la microscopía electrónica, se han determinado las propiedades mecánicas durante las 4 semanas que ha durado el análisis, así como los cambios morfológicos del compuesto y de la capa o capas protectoras. Los resultados mostraron cambios significativos en la morfología de los materiales después de 4 semanas de inmersión en fluido fisiológico simulado (SBF). El recubrimiento de menor espesor obtuvo los mejores resultados.

Se han estudiado diferentes tratamientos superficiales con el fin de obtener una capa de TiO2 con una mínima concentración de Ni en la superficie de aleaciones de NiTi 50/50 con memoria de forma: pulido espejo, autoclave, electropulido, oxidación en un baño de agua hirviendo y oxidación térmica en atmósfera controlada de aire. Se analizaron las superficies de las muestras mediante XPS. El tratamiento de oxidación térmica es el que da el ratio Ti/Ni más alto, la menor cantidad de Ni en superficie y también el mayor espesor de óxido. Se comprobó mediante un experimento de liberación de iones que el óxido formado por este proceso de oxidación hace disminuir la liberación de iones Ni al medio fisiológico respecto a la superficie no tratada. Se hicieron estudios de cultivos celulares de osteoblastos de línea MG63 sobre superficies no tratadas y tratadas térmicamente de NiTi. Los resultados de proliferación muestran que, para los días 3, 6 y 9 no existen diferencias estadísticamente significativas entre los materiales. Sin embargo, después de 48h de estimulación para la diferenciación, las células cultivadas sobre las superficies tratadas térmicamente demuestran una mayor actividad de la fosfatasa alcalina y mayores niveles de osteocalcina. Various surface treatments have been studied in order to find the most appropriate in forming a TiO2 with a low Ni content on the surface of equiatomic NiTi alloys. Sample surfaces have been analyzed by XPS. Thermal oxidation treatment in an air-controlled atmosphere leads to the highest Ti/Ni ratio, to the lowest Ni surface concentration and to the thickest oxide layer. It has been shown by the results of ion release experiment that the oxide formed by this oxidation process allows to decrease Ni release into exterior medium comparing with non-treated surfaces. Cell cultures of MG63 osteoblast-like cells have been carried out. The proliferation study shows that from day 3 to day 9 there is no statistically significant differences between negative control, non-treated and thermally oxidized surfaces. After 48h of stimulation for differentiation, MG63 cells on thermally oxidized surfaces show higher phosphatase alkaline activity and osteocalcin level.

La cirugía ortopédica y máxilo-facial necesita realizar en muchas ocasiones resecciones masivas de tejido óseo. Esto ha hecho que se haya propuesto la utilización de materiales inertes como substitutos óseos, gracias a la habilidad que tienen de permitir la regeneración del hueso, tanto en el campo de la medicina como en el de la odontología. Nuestro trabajo tiene por objetivo estudiar un biomaterial compuesto de hidroxiapatita y dicalcio-fosfato (hidroxiapatita deficiente en calcio) como material de substitución ósea, en forma de cemento bioactivo. Se han intervenido 75 animales de experimentación (conejo Albino de Nueva Zelanda), divididos en dos grupos, cada uno de ellos compuesto por 25 animales. En el grupo I o control, los animales fueron intervenidos quirúrgicamente realizándoseles una cavidad a nivel metáfisodiafisario en el fémur sin realizar implantes. A los animales del grupo II se les realizó la misma intervención, pero se les implantó un cilindro fraguado de hidroxiapatita deficiente en calcio.

Se han estudiado los endurecimientos superficiales que se producen en la aleación Ti 6Al 4V, mediante los procesos de anodización electroquímica y mediante diferentes tratamientos térmicos a distintas microestructuras de dicha aleación, así como los procesos de nitruración mediante difusión gaseosa.. Los resultados de la combinación de la anodización y los tratamientos térmicos producen endurecimientos superiores a 1000 HV lo que mejorará la resistencia al desgaste de estas aleaciones en sus aplicaciones para prótesis articulares. Mejores resultados ofrecen los valores de nitruración que pueden alcanzar las 1400 unidades Vickers.

En este trabajo se estudia el efecto del contenido partículas de circona parcialmente estabilizadas con magnesia (Mg-PSZ) en el comportamiento mecánico de cerámicas de hidroxiapatita (HA) reforzadas con circona. Se emplearon cantidades de 10, 20 y 30% (en peso) de circona. Los materiales fueron obtenidos mediante prensado uniaxial y sinterización en oxígeno húmedo a una temperatura de 1250°C por 4 horas. La caracterización mediante difracción de rayos X y espectroscopía infrarroja reveló que la hidroxiapatita fue la única fase fosfato cálcica. Los mejores valores de densidad relativa y de resistencia mecánica (tenacidad a la fractura y resistencia a la flexión en tres puntos) se alcanzaron para un contenido de 20% en peso de Mg-PSZ. El estudio fractográfico permitió afirmar que un 10% de circona resulta insuficiente para mejorar significativamente la resistencia mecánica del material compuesto mientras que un 30% inhibe la correcta sinterización de la matriz de hidroxiapatita.

Se ha demostrado que realizar el tratamiento de granallado sobre implantes mejora la fijación de los mismos, debido a la rugosidad superficial que adquieren. Variando el tamaño de las partículas de proyección del granallado, se varía el valor de rugosidad. Por otra parte, siempre quedan partículas adheridas en la superficie del implante, lo cual puede tener influencia en distintas propiedades, entre las cuales cabe destacar su resistencia a la corrosión. Este estudio determina el comportamiento a la corrosión, mediante mediciones potenciodinámicas, del titanio comercialmente puro granallado con diferentes materiales de partículas de proyección (Al2O3 y SiC) y con diferentes tamaños de partícula (200, 600 y 900 mm). La rugosidad no tuvo influencia significativa en los resultados de corrosión, pero sí la tuvo la naturaleza de las partículas de proyección. Así, los discos tratados con SiC, debido a la oxidación de estas partículas adheridas en la superficie del titanio, presentaron densidades de corriente un orden de magnitud mayores que los discos tratados con Al2O3, lo que les confiere peores características de resistencia a la corrosión. No obstante, todos los discos presentaron un adecuado comportamiento frente a la corrosión.

La mejora del deslizamiento entre el alambre de ortodoncia y el bracket es uno de los principales problemas en la terapia ortodoncica. Este estudio presenta la nitruración gaseosa como un eficaz método de mejora del deslizamiento de los alambres ortodóncicos de Ni-Ti superelástico (composiciones cercanas a la equiatómica) respecto al bracket, principal inconveniente de estas aleaciones en la aplicación ortodóncica. Mediante microscopía óptica y electrónica de barrido se comprobó la existencia de una capa superficial nitrurada, así como la morfología de las fases presentes. Asimismo, se realizaron microanálisis químicos de las capas exteriores mediante técnica de energía dispersiva de rayos X. En todas las muestras nitruradas la dureza aumentó con la severidad del tratamiento y se alcanzaron valores de hasta 1111HV en comparación con los valores de 323 HV del alambre sin tratar. Se diseñaron ensayos de tipo pin on disk adaptados a las peculiaridades de los alambres, que mostraron un descenso del coeficiente de fricción. El endurecimiento y mejora de la fricción en la superficie del material se justifican por la formación de las capas nitruradas.

El objetivo de este trabajo de investigación es la obtención de una capa de anodizado, que sea homogénea en toda la superficie del implante de titanio. Esta capa de óxido de titanio tendrá unas propiedades beneficiosas para el implante dental como son: 1. Limpieza de residuos tanto orgánicos como inorgánicos de la superficie del implante. 2. Mejora de la resistencia a la corrosión del implante. 3. Disminución de la liberación de iones del titanio al medio fisiológico. 4. Aumento de la dureza superficial así como de la resistencia al desgaste.

El presente trabajo se ha centrado en valorar el efecto que tiene sobre las características superficiales, tratar la superficie de discos de Ti C. P., mediante un shot peening con distintos tipos de partículas de proyección: AL2O2, TiO2 y SiC. También se ha determinado la influencia que tiene pasivar los discos tratados con SiC, con HCl o con HF/HNO3; sobre todo desde el punto de vista de la limpieza superficial después del tratamiento, ya que se pretende aprovechar la reacción química que se produce entre el SiC y el HF, con la formación de SiF4. Para todo ello se han efectuado ensayos de la rugosidad superficial de los discos después del shot peening; tanto cuantitativos como cualitativos. Así mismo se ha determinado la capacidad de la partícula de soportar el shot peening sin perder su característica más importante dentro del proceso: su tamaño inicial. Finalmente, se ha propuesto un proceso de fabricación de partículas de TiO2 por sinterización. La fabricación en el laboratorio ha sido necesaria debido a la imposibilidad de encontrar en el mercado las partículas de esta naturaleza.

En este trabajo se estiman las presiones a la cual está sometida la articulación de la cadera por los líquidos fisiológicos, esta aproximación se ha realizado basado en las eciaciones de mecánica de fluidos y considerando la geometría de la prótesis de cadera. Estos datos son de gran importancia para el diseño de nuevas prótesis de cadera y para mejorar la resistencia al desgaste entre la prótesis y el acetábulo. Una vez obtenida la ecuación - modelo de lubricación articular, se han obtenido valores para un caso general de presiones de alrededor de los 120 KPa

lns autores reproducen en el anímal de experimentacíón (conejo) lesiones de grados II y de III del LLI para comprobar su comportamiento mecóníco durante distintos períodos de su cicatrización. Del estudio se constata que en las fases iniciales e intermedias de Ia cicatrización del citado ligamento existe una significativa reducción de su resistencia mecdnica cuando se la compara con el grupo control, tanto a las 3 como a las 9 y 12 semanas en lesiones de grado II como de grado III. Especialmente notable es la dismínución de resistencia en las lesiones de grado III En consecuencia y, aun cuando los resultadoss e obtienen en un método experimental en eI animal, cabe advertir que especialmente en lesiones importantes del ligamento lateral interno la resistencia es muy por debajo de lo normal durante estas fases de la cicatrización cuando existe un intervalo de teiido cícatrícial considerable.

Los alambres de ortodoncia de níquel-titanio son suministrados por los diferentes fabricantes con forma de arco estándar. Los procesos de adiestramiento o de "eduación" permiten cambiar las formas del arco dental del alambre. Esta propiedad permitirá que el material a una temperatura tenga una forma y que a una temperatura menor recuerde otra forma diferente. Este doblre efecto memoria de forma proporciona al clínico una mayor versatilidad de los alambres NiTi en el tratamiento ortodóncico.

Se ha estudiado la rigidez a compresión, flexión en 3 puntos y torsión de fijadores del tipo Orthofix, Wagner y Hoffmann doble marco con diferentes distancias del clavo al foco de fractura. Se han comparado los resultados que permitirán realizar en la práctica clínica montajes con las carcaterísticas de regidez deseables.

Se han estudiado dos métodos de endurecimiento de las aleaciones de titanio como es la anodización electroquímica y el tratamiento térmico de revenido de la microestructura martensítica. Este endurecimiento de la aleación Ti-6A1-4V mejorará la resistencia al desgaste de estas aleaciones en sus aplicaciones para implantes quirúrgicos. La anodización se ha realizado para tres microestructuras diferentes de la aleación Ti-6A1-4V y aplicando diferentes diferencias de potencial. Los tratamientos térmicos de revenido se han realizado a diferentes temperaturas y tiempos de tratamiento.