Tesis

En el marco del desarrollo de una nueva válvula cardiaca mecánica y habiéndose seleccionado como material para su construcción una aleación de Ti-6Al-4V recubierta con óxido de titanio, en la presente Tesis Doctoral se aborda el estudio de las técnicas de Oxidación Térmica y Oxidación Anódica para la fabricación de los recubrimientos. Los recubrimientos para dispositivos cardiovasculares deben ser homogéneos, de baja rugosidad y preferentemente cristalinos (en fase anatasa y/o rutilo), para favorecer la hemocompatibilidad, estabilidad química y resistencia mecánica de los dispositivos. En este trabajo se evaluaron distintos parámetros de cada una de las técnicas de oxidación, analizando las características superficiales de los recubrimientos obtenidos, tales como: color, morfología, rugosidad, espesor y estructura cristalina. En la Oxidación Térmica se evaluó la influencia de la temperatura, el tiempo y la atmósfera oxidante; y en la Oxidación Anódica, se evaluó la influencia del voltaje y de la naturaleza y la concentración del electrolito, como así también de la textura y microestructura del material empleado como sustrato para realizar las oxidaciones. Como en los recubrimientos que cumplieron con las condiciones de homogeneidad y baja rugosidad no se detectaron las fases cristalinas del TiO₂, se combinaron las técnicas, obteniendo recubrimientos homogéneos y cristalinos mediante oxidación anódica seguida de tratamientos térmicos. A partir de la caracterización superficial se seleccionaron recubrimientos con diferentes espesores (en un rango de 20 a 170 nm) y estructuras (amorfa, anatasa y/o rutilo) fabricados por las tres técnicas mencionadas y se evaluaron las propiedades de resistencia mecánica (mediante determinación de la ultra-micro-dureza, adherencia en ensayos de rayado y resistencia al desgaste con un equipo ball-on-flat reciprocante), resistencia a la corrosión (empleando curvas de polarización y Espectroscopía de Impedancia en el medio de crecimiento y en ClNa 0,9%) y hemocompatibilidad (con ensayos clínicos globales de coagulación, TP y APTT, y estimaciones de la energía interfacial entre el material y proteínas plasmáticas). Los recubrimientos no alteraron los parámetros normales de coagulación indicando su hemocompatibilidad, y el espesor y la estructura cristalina determinaron sus propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión, hallándose condiciones de protección en ambos casos, en comparación con la respuesta del sustrato sin recubrimiento. Globalmente, de acuerdo a las respuestas halladas, la combinación de las técnicas de oxidación, Anódica y Térmica, podría ser la más adecuada para la fabricación de los recubrimientos buscados.