Fabricación aditiva asistida por láser de implantes dentales funcionales con composición gradual y propiedades mecánicas optimizadas para el control de la resorción ósea

In the biomedical field, dental implants have the function of restoring one or more teeth and they are extremely important to recover the health of the mouth and to improve the quality of patient life. Dental implants are subject to highly demanding working conditions: they have to bear the pressures of chewing, must have high hardness and wear resistance, have to be biocompatible and must have a high resistance to corrosion in an environment with wide variations of acidity and temperature. There is no material that meets all the requirements set. Ideal dental implant must be made of materials gradually varying composition. In this way, it is possible to make that the properties of the portion of the implant in contact with the jawbone is biocompatible and resistant to corrosion from biological fluids; and the portion of the implant having to endure chewing is hard, wear-resistant and presents corrosion resistance in the oral conditions. Otherwise, rapid prototyping based on laser cladding is an additive manufacturing process based on the overlap of layers of material, one above the others, to produce metallic or ceramic functional components. Using this technique it is possible to gradually change from one material to another while the part is being created. It is the ideal process for the production of functional parts multimaterials with a gradual composition. The aim of this work is the generation of functional dental implants with a gradual composition. The most suitable materials will be selected and the parts will be generated by rapid prototyping based in laser cladding. The samples will be validated by studying the microstructure, the chemical-physical properties, mechanical properties and the in-vitro biological characterization. En el campo biomédico, los implantes dentales tienen la función de restaurar una o varias piezas dentales y tienen una gran importancia para recuperar la salud de la boca y mejorar la calidad de vida del paciente. Los implantes de este tipo están sometidos a unas condiciones de trabajo muy exigentes: deben soportar las presiones de la masticación, tienen que presentar una elevada dureza y resistencia al desgaste, deben ser biocompatibles y tener una alta resistencia á la corrosión en un entorno en el que se producen amplias variaciones de acidez y temperatura. No existe un material que cumpla todos los requisitos expuestos. El implante dental ideal tiene que estar formado por varios materiales que varíen gradualmente su composición. De esta forma se puede conseguir que las propiedades de la parte del implante que está en contacto con el hueso de la mandíbula sea biocompatible y resistente a la corrosión de los fluidos biológicos; y que la parte del implante que tiene que soportar la masticación sea dura, resistente al desgaste y presente resistencia a la corrosión en las condiciones bucales. Por otro lado, el prototipado rápido basado en recargue láser es un proceso de fabricación aditiva que se basa en la superposición de capas de material unas sobre otras para la producción de componentes funcionales metálicos o cerámicos. Con esta técnica es posible cambiar gradualmente de un material a otro mientras se está generando una pieza. Este es el proceso ideal para la producción de piezas funcionales multimateriales con composición gradual. El objetivo de este trabajo es la generación de implantes dentales funcionales con composición gradual. Se seleccionaran los materiales precursores más adecuados y mediante prototipado rápido basado en recargue láser se generarán las piezas. Las muestras serán validadas mediante el estudio de la microestructura, propiedades físico-químicas, propiedades mecánicas y la caracterización biológica in-vitro. No campo biomédico, os implantes dentais teñen a función de restaurar unha ou varias pezas dentais e teñen unha gran importancia para recuperar a saúde da boca e mellorar a calidade de vida do paciente. Os implantes deste tipo están sometidos a unhas condicións de traballo moi esixentes: deben soportar as presións da mastigación, teñen que presentar unha elevada dureza e resistencia ó desgaste, deben ser biocompatibles e ter unha alta resistencia á corrosión nun entorno no que se producen amplas variacións de acidez e temperatura. Non existe un material que cumpra tódolos requirimentos expostos. O implante dental ideal ten que estar formado por varios materiais que varíen gradualmente a súa composición. Desta forma pódese conseguir que as propiedades da parte do implante que está en contacto co oso da mandíbula sexa biocompatible e resistente á corrosión dos fluídos biolóxicos; e que a parte do implante que ten que soportar a mastigación sexa dura, resistente ó desgaste e presente resistencia á corrosión nas condicións bucais. Por outro lado, o prototipado rápido baseado en recargue láser é un proceso de fabricación aditiva que se basea na superposición de capas de material unhas sobre outras para a produción de compoñentes funcionais metálicos ou cerámicos. Con esta técnica é posible cambiar gradual e continuamente dun material cara outro mentres se está xerando unha peza. Este é o proceso ideal para a produción de pezas funcionais multimateriais con composición gradual. O obxectivo deste traballo é a xeración de implantes dentais funcionais con composición gradual. Seleccionaranse os materiais precursores máis axeitados e mediante prototipado rápido baseado en recargue láser xeraranse as pezas. As mostras serán validadas para a mediante o estudo da microestrutura, propiedades físico-químicas, propiedades mecánicas e a caracterización biolóxica in-vitro.