Efecto de las variables de procesado sobre las propiedades de un cemento de fosfato de calcio

Abstract

Gracias a su excelente biocompatibilidad, los cementos de fosfatos de calcio están muy utilizados como materiales para la regeneración ósea, en particular para la cirugía oral, maxilofacial y ortopédica. El objetivo de este proyecto es intentar mejorar por una parte sus tiempos de fraguado y de cohesión y por otra parte sus propiedades mecánicas, en particular la resistencia a la compresión. En efecto, de momento no se pueden implantar en áreas óseas sometidas a cargas mecánicas importantes a causa de sus propiedades mecánicas muy bajas, además es muy importante que no se desintegran en el cuerpo cuando están en contacto con la sangre y otros líquidos fisiológicos. En este estudio los cementos obtenidos se caracterizaron por la distribución del tamaño de partícula, la superficie específica, por ensayos de cohesión y compresión, determinación de los tiempos de fraguado, microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. En primer lugar se estudia la influencia del molino y del tratamiento térmico del cemento de fosfato tricálcico _ en sus propiedades. Se observa que aumentar el tiempo o la velocidad de la molienda asi como el número de bolas, tiene por efecto un aumento en el número de partículas pequeñas. Estas partículas pequeñas permiten al cemento fraguar más rápidamente pero suponen también una resistencia a la compresión más baja. Además, se puede notar que bajar la temperatura del tratamiento térmico del _-TCP de 1400°C a 1300°C implica un aumento considerable del número de granos de _-TCP lo cual se manifiesta con una resistencia a la compresión más baja, en cambio, parece que permite reducir los tiempos de fraguado. El tamaño de partícula teniendo una gran importancia sobre las características de un cemento, se propone en este proyecto encontrar 2 protocolos (uno para la obtención de partículas grandes y otro para las partículas pequeñas) para un molino planetario de bolas que se pueden sustituir a los protocolos empleados para un molino centrífugo de bolas. Por fin, se estudia el efecto de la adición de un polímero biocompatible, la gelatina en la fase líquida de un cemento de fosfato tricálcico para obtener un material compuesto que tiene una fase orgánica y una fase inorgánica que son muy similares a las fases del hueso. Se observa que este compuesto tiene tiempos de fraguado más cortos que el cemento de fosfato tricálcico pero una resistencia a la compresión más baja. Sin embargo, no es necesario añadir mucha gelatina porque con más de 5% en peso, se alargan los tiempos de fraguado.