Design and construction of a equipment for micro-abrasion-corrosion testing in simulated biological enviromments

José Luis Caballero Gómez, Nicolas Sierra Melo, William Aperador

Abstract


La medicina y la ingeniería han generado avances en la disminución de los efectos adversos de biomateriales en el cuerpo humano. Sin embargo, los reemplazos articulares siguen siendo tema de interés ya que presentan diferentes tipos de fallas debido a los procesos de desgaste y a los fenómenos corrosivos. Adicionalmente, la creciente demanda de estos dispositivos por personas cada vez más jóvenes y el aumento de la expectativa de vida generan la necesidad de implantes con una vida útil más prolongada. Para satisfacer esta necesidad se deben estudiar todos los factores que influencian  el deterioro de los reemplazos articulares, por lo tanto en el presente trabajo se describe el diseño y construcción de un equipo que permite realizar ensayos de micro-abrasión y electroquímicos de manera simultánea en fluidos biológicos simulados sobre distintos materiales,  con el propósito de observar su comportamiento y su viabilidad como biomaterial. A pesar de que se pueden adquirir en el extranjero equipos análogos y a la baja inversión que nuestro país realiza en temas de investigación, se puede generar desarrollos tecnológicos económicos enfocados en aspectos de mayor relevancia para las partes interesadas teniendo un mayor impacto. Por lo tanto, mediante la implementación de técnicas de diseño, herramientas de software como Catia y conocimientos interdisciplinares, se logró realizar el diseño conceptual y detallado del sistema y su posterior construcción. 


Keywords


Biomateriales, miro-abrasión, corrosión, equipo, diseño.

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References


C. Bergallo, «Friction and Wear of Medical Implants and Prosthetic Devices» Revista chilena de infectología, vol 17, pp. 97-91, 2000.

C. Cauta, « Colombia desarrolla prótesis biocompatibles para reducir cirugías» 12 Octubre 2013. [En línea]. Available: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-13118475 [Último acceso: 05 Junio 2015].

J. E. Quintero, G. F. Manotas, Y. A. Galeano y D. M. Tellez, «Design and development of transcutaneous

electrical stimulation equipment for neuromuscular rehabilitation in individuals with facial palsy» TECCIENCIA, vol. 9 No. 16., pp 43-49, 2014.

W. D. Callister, Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Volumen 2, Barcelona España, Editorial Reverté, S.A., 1996.

C. M. Agrawal, Reconstructing the Human Body Using Biomaterials, JOM, 1998, pp. 31-35.

C. F. Gutierrez, Nuevos Materiales Cerámica – Niobio Con Aplicaciones Biomédicas, Madrid: Tesis Doctoral, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, 2009.

ASM International, Handbook of Materials for Medical Devices, 2003.

D. Dowson, «Friction and Wear of Medical Implants and Prosthetic Devices» de Friction, Lubrication, and Wear Technology, Vol 18 ASTM Handbook, vol. 18, ASTM International, 1992, pp. 656-664.

M. Geetha, A. K. Singh, R. Asokamani y A. K. Gogia, «Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants – A review» Progress in Materials Science, vol. 54, nº 3, pp. 397-425, 2009.

M. M. Stack, M. T. Rodling, H. Jawan, W. Huang, G. Park y C. Hodge, «Micro-abrasion–corrosion of a Co–Cr/UHMWPE couple in Ringer’s solution: An approach to construction of mechanism and synergism maps for application to bio-implants» Wear, vol. 269, pp. 376-382, 2010.

D. R. Askeland y P. P. Phulé, Ciencia e Ingeniería de los materiales, Thomson, 2004.

J. S. Rasor, «Medical Device Network Market & Customer Insight» 9 Marzo 2009. [En línea]. Available: http://www.medicaldevice-network.com/features/feature52481/ [Último acceso: 07 Junio 2015].

J. C. Caicedo, W. Aperador, y Y. Aguilara. «Tribological performance evidence on ternary and quaternary nitride coatings applied for industrial steel» Revista Mexicana de Física, vol. 59, pp. 364–373, 2013.

I. Saravanan, A. Elaya Perumal, S.C. Vettivel, N. Selvakumar, and A. Baradeswaran,. «Optimizing wear behavior of TiN coated SS 316L against Ti alloy using Response Surface Methodology» Materials and Design vol. 67, pp. 469–482, 2015.

J.C. Caicedo, C. Amaya, L. Yate, M.E. Gómez, G. Zambrano, J. Alvarado-Rivera, J. Muñoz-Saldaña, y P. Prieto, «TiCN/TiNbCN multilayer coatings with enhanced mechanical properties» Applied Surface Science, vol. 256, pp. 5898–5904, 2010.

P. Clark, P. Connolly, A. Curtis, J. Dow y C. Wi.Ikinson, «Topographical Control of Cell Behavior: II. Multiple Grooved Substrata» Development, vol. 108, pp. 635-644, 1990.

Y. Yang, R. Cavin y J. L. Ong, «Protein Adsorption on Titanium Surfaces and their Effect on Osteo-blast Attachment» J. Biomed. Matter. Res. A, vol. 67, pp. 344-349, 2003.

E. E. Niebles, F. Quesada, H. Santamaria, D. J. Méndez y A. A. Ruiz, «Metodología para el diseño y construcción de una máquina para medición del desgaste abrasivo basado en la norma ASTM G-65» Prospectiva vol. 7, No. 1, pp. 53-58, 2009.

O. A. Bergés, J. Molina y J. L. Soto, «Diseño de una Máquina Tribológica para Ensayos de Desgaste Adhesivo» Twelfth LACCEI Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology, Guayaquil, Ecuador, 2014.

J. Marulanda, A. zapata y C. Augusto, «Construcción de una máquina para ensayo en desgaste abrasivo; según norma técnica ASTM G-65 »

M. G. Gee, A. Gant, I. Hutchintgs, K. Schiffmann, K. Van Acker, S. Poulat, Y. Gachon y J. Von Stebut, «Ball Cratering or Micro-Abrasion Wear Testing of Coating,» de Measurement Good Practice Guide No 57, Teddington, Middlesex, United Kingdom, National Physical Laboratory, 2002.

G. E. Dieter y L. C. Schmidt, Engineering design, McGraw-Hill, 2009.


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