Tesis

El polietileno de ultra alto peso molecular, (ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE), es un excelente biomaterial que presenta estabilidad química, resistencia al desgaste y buenas propiedades mecánicas. Por esas propiedades es muy utilizado en reemplazos de articulación en caderas y rodillas. Sin embargo luego de largos años en servicio, las pequeñas partículas que se generan por la fricción con la contraparte metálica produce el aflojamiento aséptico y la osteólisis que constituye un factor decisivo en el fracaso a mediano plazo de la prótesis, induciendo a su reemplazo.
Al irradiar un material polimérico con iones pesados se producen modificaciones en sus propiedades físicas y químicas. La gran densidad de energía depositada por estos iones al penetrar en la materia, forma nuevos compuestos superficiales que producen cambios a nivel macroscópico. Uno de los efectos producidos por la radiación es el aumento local del peso molecular del polímero mediante la ligadura de cadenas poliméricas adyac entes, entrecruzado.
Se presentan en este trabajo los resultados obtenidos en muestras de UHMWPE irradiadas con diferentes iones pesados. Se estudiaron los cambios estructurales producidos en la región superficial de la muestra por intermedio de la medición de la resistencia al desgaste y mediante espectroscopía de absorción de infrarrojo (Fourier Transform Infrared FTIR).
Se determinó por primera vez, en ambas experiencias, que existe un número particular de iones por unidad de área, denominado fluencia óptima, que depende fuertemente del tipo de ión, masa y energía incidente, para la cual se maximiza una determinada propiedad del material.Se desarrolló un código Monte Carlo para explicar este fenómeno, basándose en un modelo simple de deposición de la energía en las trazas iónicas. Los resultados obtenidos son compatibles con las predicciones del modelo.
De este trabajo realizado con irradiación de iones a alta energía se obtuvo una mejora sustancial en la resistencia al desgaste en UHMWPE a fluencias inferiores de las publicadas en la literatura con irradiación a menor energía.