Deposición electroforética de nuevos vidrios bioactivos sobre implantes metálicos densos y porosos para aplicaciones en tejido óseo

Presented and defended by Salwa El Baakili on 13th May 2024
Thesis directed by: Pr. Meriame Bricha & Pr. Khalil El Mabrouk

Abstract

Este estudio enfatiza el papel vital de la conexión entre el implante y el hueso para garantizar su estabilidad, durabilidad e integración. La investigación investiga el uso de recubrimientos de vidrio bioactivo sobre sustratos metálicos creados mediante impresión 3D para abordar los desafíos de inestabilidad del implante y corrosión. El objetivo es mejorar la bioactividad, promover el crecimiento óseo, prevenir la corrosión y asegurar la compatibilidad mecánica.

En esta tesis, se crearon nuevos biovidrios (BG) y recubrimientos compuestos sobre piezas metálicas de acero inoxidable 316L impresas en 3D (porosas y densas mediante fusión selectiva por láser 'SLM') empleando el método de deposición electroforética (EPD). Se sintetizaron varias composiciones de BG mediante el método hidrotermal y se caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía de emisión atómica con plasma acoplado (ICP-AES), análisis Brunauer-Emmett-Teller (BET) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Se obtuvieron resultados prometedores en cuanto a bioactividad, morfología y liberación de fármacos. La incorporación de iones dopantes, como estroncio, magnesio, fósforo y quitosano como matriz polimérica, mejoró además las propiedades de los recubrimientos.

El biovidrio dopado con estroncio 63S36C1Sr se depositó por primera vez sobre estructuras porosas y densas de acero inoxidable 316L impresas en 3D mediante EPD, formando una capa densa, uniforme y gruesa. De igual manera, el BG 15-7510P se combinó con quitosano para obtener una suspensión estable. Las piezas metálicas recubiertas obtenidas se caracterizaron mediante microscopía óptica, SEM y comportamiento electroquímico frente a la corrosión usando polarización potenciodinámica en un medio Simulated Body Fluid (SBF). En este estudio también se investigó el impacto del voltaje en la resistencia a la corrosión. Los resultados mostraron que la resistencia a la corrosión del 316 SS mejoró con el recubrimiento compuesto de vidrio bioactivo 15-7510P/quitosano a 30 V.

En conjunto, la investigación demuestra el potencial del nuevo biovidrio y la técnica EPD para producir recubrimientos compuestos con propiedades biológicas y anticorrosivas mejoradas en implantes metálicos porosos impresos en 3D. Estos recubrimientos mejorarían la interfaz implante-hueso y, en última instancia, prolongarían la vida útil de los implantes metálicos y la calidad de vida de los pacientes.

 

This thesis was defended in front of the jury members :

 

Nombre completo	Grado	Institución	Calidad
Prof. Hammouti Belkheir	Full Professor	Euromed University of Fes	Presidente del jurado
Prof. Nejjari Chakib	Full Professor	Euromed University of Fes	Reviewer
Prof. Lachkar Mohammed	Full Professor	Sidi Mohamed Ben Abdellah University, Fez	Reviewer
Prof. El Abed Soumya	Full Professor	Sidi Mohamed Ben Abdellah University, Fez	Reviewer
Prof. Ibn Souda Koraichi  Saad	Full Professor	Sidi Mohamed Ben Abdellah University, Fez	Examinador
Prof. Bricha Meriame	Profesor Asociado	Euromed University of Fes	Thesis Director
Prof. El Mabrouk Khalil	Full Professor	Euromed University of Fes	Co-Director de tesis

 

Salwa El Baakili obtuvo el grado de Doctora en Ciencia e Ingeniería de Materiales, con “highest honor”.