Estudio del efecto de la hidratación del fosfato tricálcico alfa en su reactividad

Abstract

Los cementos de fosfato de calcio son materiales muy utilizados para aplicaciones biomédicas en el relleno de cavidades óseas. Están compuestos por una fase sólida en forma de polvo y un líquido que al mezclarlos forman una pasta que endurece en minutos. A pesar de los más de 30 años de su uso hay aspectos fundamentales que faltan por estudiar. Uno de ellos es ver cómo afecta la humedad ambiente a la hidratación del polvo y su posterior reactividad. Este ha sido el objetivo del trabajo. Este trabajo se ha divido en dos bloques: primero se realizaron medidas de tiempos de fraguado como prueba de la capacidad reacción del cemento en función de la humedad de la fase sólida y el segundo estudio se centró en la cinética de hidratación del polvo (fosfato tricálcico alfa, α-TCP) a diferentes humedades. Las humedades relativas de trabajo fueron de ~20, 40, 80 y 100%. Se reveló que a humedades cada vez más elevadas el cemento requiere más tiempo para fraguar. Respecto a los resultados de hidratación del polvo se observó que cuanto más elevada era la humedad más se hidrataba el polvo. Sin embargo se observaron dos comportamientos diferentes: el polvo hidratado por debajo del 90% de humedad en menos de dos días se satura de moléculas de agua pero el hidratado al 100% de humedad relativa tarda 13 días para saturarse. Los resultados por rayos X y los ensayos de DSC del polvo de origen muestran que el polvo de α-TCP contiene un 25 % de fase amorfa. Este porcentaje de fase amorfa, observada por DSC, se mantiene constante en todos los polvos hidratados por debajo del 85% pero disminuye progresivamente con el polvo hidratado al 100% de humedad hasta consumirse del todo al cabo de 13 días de hidratación. Los resultados obtenidos parecen indicar que la fase amorfa en el polvo hidratado al 100% transforma a hidroxiapatita (desaparición del pico por DSC) mientras que para los polvos hidratados por debajo del 90% sólo la superficie del material llega a reaccionar.