Oxidación superficial de aleaciones de NiTi para la mejora de la biocompatibilidad

Abstract

Se han estudiado diferentes tratamientos superficiales con el fin de obtener una capa de TiO2 con una mínima concentración de Ni en la superficie de aleaciones de NiTi 50/50 con memoria de forma: pulido espejo, autoclave, electropulido, oxidación en un baño de agua hirviendo y oxidación térmica en atmósfera controlada de aire. Se analizaron las superficies de las muestras mediante XPS. El tratamiento de oxidación térmica es el que da el ratio Ti/Ni más alto, la menor cantidad de Ni en superficie y también el mayor espesor de óxido. Se comprobó mediante un experimento de liberación de iones que el óxido formado por este proceso de oxidación hace disminuir la liberación de iones Ni al medio fisiológico respecto a la superficie no tratada. Se hicieron estudios de cultivos celulares de osteoblastos de línea MG63 sobre superficies no tratadas y tratadas térmicamente de NiTi. Los resultados de proliferación muestran que, para los días 3, 6 y 9 no existen diferencias estadísticamente significativas entre los materiales. Sin embargo, después de 48h de estimulación para la diferenciación, las células cultivadas sobre las superficies tratadas térmicamente demuestran una mayor actividad de la fosfatasa alcalina y mayores niveles de osteocalcina.

Various surface treatments have been studied in order to find the most appropriate in forming a TiO2 with a low Ni content on the surface of equiatomic NiTi alloys. Sample surfaces have been analyzed by XPS. Thermal oxidation treatment in an air-controlled atmosphere leads to the highest Ti/Ni ratio, to the lowest Ni surface concentration and to the thickest oxide layer. It has been shown by the results of ion release experiment that the oxide formed by this oxidation process allows to decrease Ni release into exterior medium comparing with non-treated surfaces. Cell cultures of MG63 osteoblast-like cells have been carried out. The proliferation study shows that from day 3 to day 9 there is no statistically significant differences between negative control, non-treated and thermally oxidized surfaces. After 48h of stimulation for differentiation, MG63 cells on thermally oxidized surfaces show higher phosphatase alkaline activity and osteocalcin level.