Influencia de la atmósfera de sinterización en la estabilidad térmica de cerámicas de hidroxiapatita reforzadas con circona

Abstract

INTRODUCCIîNLas cer ‡micas de HA constituyen uno de los biomateriales que m ‡s interŽs han despertado en los oeltimos a-os como material de implante -seo por la excelente biocompatibilidad con el tejido del hueso (1-3). Pero su aplicaci-n en la cirug'a reconstructiva ha estado limitada a zonas del organismo donde no existan esfuerzos mec ‡nicos importantes debido a su baja resistencia a la fractura y a la fatiga (4). Entre las variantes que se han empleado para solucionar este problema, se encuentra la utilizaci-n de materiales compuestos a base de HA reforzados con circona parcialmente estabilizada (PSZ) con -xido de itrio (Y-PSZ) (5). Las excelentes propiedades mec ‡nicas de la PSZ se atribuyen a la denominada transformaci-n tenaz Òtoughening transformationÓ que tiene lugar en el material cuando la fase tetragonal metaestable se transforma en fase monocl'nica por el efecto de esfuerzos mec ‡nicos inducidos (6).En materiales compuestos de HA-PSZ obtenidos por prensado uniaxial, la difusi-n del calcio hacia la PSZ en la sinterizaci-n provoca la descomposici-n de la estructura apat'tica y la transformaci-n de la PSZ en zirconato c ‡lcico con la consiguiente disminuci-n de sus propiedades mec ‡nicas (7). En este trabajo se ha empleado circona parcialmente estabilizada con magnesia (Mg-PSZ) como agente de refuerzo. Los materiales se prepararon por prensado uniaxial y las sinterizaciones se realizaron en aire y en atm-sfera hoemeda teniendo en cuenta la estabilidad a altas temperaturas de la HA en condiciones de humedad (8). Adem ‡s de comprobar si la sinterizaci-n en atm-sfera hoemeda evitaba la descomposici-n de la HA, se realiz-la caracterizaci-n microestructural y de composici-n de fases de los cer ‡micos as' como la determinaci-n de la tenacidad a la fractura mediante ensayos de indentaci-n. PARTE EXPERIMENTAL Preparaci-n de los materialesLa HA empleada en este trabajo se obtuvo por reacci-n entre una suspensi-n en agua de hidr-xido de calcio (Merck) y una soluci-n de ‡cido ortofosf-rico (Merck). La Mg-PSZ fue obte- Cerámica y VidrioInfluencia de la atmósfera de sinterización en la estabilidad térmica de cerámicas de hidroxiapatita reforzadas con circona En este trabajo se estudia la influencia de la atm-sfera de sinterizaci-n sobre la estabilidad tŽrmica de cer ‡micas de hidroxiapatita (HA) reforzadas con part'culas de circona parcialmente estabilizada con magnesia (Mg-PSZ). Los cuerpos verdes fueron obtenidos por prensado uniaxial y las sinterizaciones se realizaron en aire y en ox'geno hoemedo. El estudio por difracci-n de rayos-X y espectroscop'a infrarroja permiti-comprobar que la atm-sfera hoemeda evita la descomposici-n de la hidroxiapatita, todo lo contrario a lo que sucede en aire donde es evidente la presencia del zirconato c ‡lcico (CZ) en la interfaz entre la part'cula de circona y la matriz de HA. La caracterizaci-n microestructural de los materiales por Microscop'a Electr-nica de Barrido permiti-apreciar el desarrollo de tama-o de grano de los materiales sinterizados. El estudio del comportamient...