Desarrollo de las aleaciones de titanio y tratamientos superficiales para incrementar la vida útil de los implantes

Abstract

RESUMEN:El envejecimiento de la población junto con el incremento de la esperanza de vida, obligan al desarrollo de prótesis que presenten un periodo de vida útil cada vez mayor. El éxito clínico de los implantes está basado en la consecución de la osteointegración. Por lo tanto, las prótesis metálicas necesitan disponer de una compatibilidad mecánica con el hueso que sustituyen, que se consigue mediante una combinación de bajo módulo elástico, alta resistencia a la rotura y a fatiga. La mejora, a corto y largo plazo, de la osteointegración es función de múltiples factores, de entre los cuales son de gran importancia su diseño macroscópico y dimensional, el material y la topografía superficial del implante. Este artículo se centra en resumir las ventajas que presentan el titanio y sus aleaciones para ser empleadas como biomateriales, y la evolución que han sufrido estas, en las últimas décadas, para mejorar su biocompatibilidad. En consecuencia, se ha recapitulado la evolución que han sufrido los implantes, resumiéndose a través de tres generaciones. En los últimos años se ha incrementado el interés en los tratamientos superficiales de las prótesis metálicas, con el objetivo de alcanzar una integración del tejido óseo duradera y en el menor tiempo posible. En este artículo se exponen varios tratamientos superficiales utilizados actualmente para modificar la rugosidad o para obtener recubrimientos superficiales; cabe destacar la oxidación electroquímica con tratamiento térmico, para modificar la estructura cristalina de los óxidos de titanio. Tras la revisión bibliográfica llevada a cabo para la redacción de este artículo, las aleaciones β de titanio, con una superficie de nanotubos obtenida mediante oxidación electroquímica y una etapa posterior de tratamiento térmico para obtener una estructura cristalina, son la opción de futuro para mejorar la biocompatibilidad a largo plazo de las prótesis de titanio. ABSTRACT: Development of titanium alloys and surface treatments to increase the implants lifetime. The population aging together with increase of life expectancy forces the development of new prosthesis which may present a higher useful life. The clinical success of implants is based on the osseointegration achievement. Therefore, metal implants must have a mechanical compatibility with the substituted bone, which is achieved through a combination of low elastic modulus, high flexural and fatigue strength. The improvement, in the short and long term, of the osseointegration depends on several factors, where the macroscopic design and dimensional, material and implant surface topography are of great importance. This article is focused on summarizing the advantages that present the titanium and its alloys to be used as biomaterials, and the development that they

Influence of Heat Treatment and UV Irradiation on the Wettability of Ti35Nb10Ta Nanotubes

“…A conventional acid-etched surface treatment is capable of modifying titanium surfaces within a microroughness range from 1 to 10 µ m [1]. The increased microroughness in the Ti6Al4V acid etched sample has increased the contact angle in the studied four liquids compared to the polished Ti35Nb10Ta surface (Table 4).…”

“…Improving this rate depends on the material's composition and surface topography [1]. Titanium alloys must display mechanical compatibility with substituted bone, which is achieved through a combination of low a Young's Modulus and high flexural and fatigue strength [2].…”

Surface Modification of Ti-35Nb-10Ta-1.5Fe by the Double Acid-Etching Process

“…The osteoblastic response depends on implant surface properties, where roughness and topographical features play an important role in the osteoconductive process [ 1 , 2 , 13 , 21 , 25 ]. Conventional surface treatments employed to modify titanium surfaces such as plasma spray or grit blasting are capable of modifying the surface roughness in ranges from 10 to 30 µm.…”

“…The development of new beta titanium alloys and surface treatments to improve the long performance of implants and to cut patient hospitalization times, recovery periods, and clinical implant revisions has attracted the interest of researchers [ 1 ]. The average lifetime of an orthopedic implant is 10–15 years, which means that patients must undergo difficult substitution surgeries with long rehabilitation periods [ 2 ].…”

Influencia de la morfología nanotubular en la mojabilidad y ángulo de contacto de las aleaciones Ti6Al4V ELI

“…Las prótesis metálicas deben presentar una biocompatibilidad que permita retrasar las revisiones quirúrgicas, bien por degradación de las prótesis o bien por posibles efectos citotóxicos que causen una degradación de la salud del paciente. La mejora, a corto plazo, de la biocompatibilidad se centra en el desarrollo de tratamientos superficiales a escala nanométrica que aumenten la vida útil de los implantes (Lario et al, 2016a). La modificación de la capa superficial de óxido de titanio puede proporcionar un medio más adecuado para la absorción de proteínas y el crecimiento celular, acelerando el proceso de regeneración del hueso y mejorando a corto y largo plazo la osteointegración de los implantes (Kim et al, 2013;Lee et al, 2013).…”