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Tesis

Corrosión de cobre y magnesio en fluidos biológicos

2008



Título Corrosión de cobre y magnesio en fluidos biológicos
Nombre Pereda, María Dolores
Ingeniera Química Universidad Nacional de La Plata Argentina
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Dra. Farina Silvia B..
Dra. Fernández Lorenzo Mónica.
. CNEA - INIFTA
Fecha Defensa 21/08/2008
Jurado Dra. Álvarez Graciela CNEA
Dra. Barbosa Mirta Raquel UNCPB Fac. Ingeniería
Dra. Martins María Elisa CONICET INIFTA
Código Código IT IS/T--115/08

Resumen

En el presente trabajo se ha estudiado la corrosión de dos materiales metálicos potencialmente útiles como materiales implantables degradables: el cobre y la aleación de magnesio AZ31. El cobre es el constituyente principal de uno de los tipos de dispositivos intrauterinos [DIU]. Su efecto anticonceptivo se atribuye a los iones cobre liberados como resultado de la corrosión del alambre de cobre en el útero. La vida útil del DIU se calcula en base a la velocidad de disolución del cobre y da como resultado varios años de utilidad. Sin embargo, existen referencias de que la corrosión podría llevar a la ruptura o fragmentación del alambre luego de un corto período de uso. Por ese motivo en este trabajo se investigó la susceptibilidad del alambre de cobre a la corrosión bajo tensión [CBT] en medios que simulan fluidos uterinos y se analizó el efecto de los componentes de dichos medios sobre el proceso de corrosión del cobre.Se concluyó que el cobre no es susceptible a la CBT en el fluido uterino simulado. La ruptura de los alambres in utero que conduciría a la falla prematura del dispositivo estaría relacionada con la reducción de la sección transversal provocada por la corrosión generalizada y no por la CBT. En base a los resultados obtenidos se planteó un mecanismo de reacción que contempla la formación de compuestos adsorbidos como la urea y compuestos que contienen cloruros, así como la oxidación de los iones Cu[I] a Cu[II] en solución. Las aleaciones de magnesio son potencialmente útiles como biomateriales para aplicaciones ortopédicas de osteosíntesis. Sin embargo, su velocidad de corrosión es demasiado alta. Por lo tanto, es necesario un estudio del comportamiento electroquímico de estas aleaciones in Vitro como primer paso para mejorar su resistencia a la corrosión. A tal fin se realizaron ensayos de polarización potenciodinámicas en soluciones que simulan fluidos biológicos y se analizó el efecto de la composición de los mismos en el proceso de degradación de la aleación de magnesio monofásica AZ31 con dos tratamiento termomecánicos diferentes. Los resultados mostraron que la aleación AZ31 sufre corrosión por picado en medios que contienen cloruros y que el mecanismo de disolución es afectado por la presencia de los distintos componentes de los fluidos biológicos tales como cloruros, fosfatos y proteínas [albúmina]. En presencia de ambos iones el efecto de la albúmina varía con la microestructura de aleación y depende de la concentración de la misma en solución. Se observó también que las partículas intermetálicas constituirían zonas catódicas sobre las cuales se llevaría a cabo la reacción de evolución de hidrógeno, impidiendo la precipitación de los fosfatos de magnesio alrededor de las mismas y generando sitios preferenciales para el comienzo de la corrosión localizada. Los estudios realizados con ambos materiales pusieron en relieve la complejidad de los mecanismos de corrosión de metales implantables en fluidos biológicos que dependen tanto de la composición de estos últimos como de la microestructura de los metales y de los fenómenos de transporte de materia en la interfase.

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