Fabricación y caracterización mecánica de barras coaxiales híbridas de hidroxiapatita/gelatina

Abstract

El principal inconveniente de los andamiajes biocerámicos, incluso los fabricados mediante la técnica de moldeo robotizado, es su fragilidad y deficiente resistencia a la fractura que relega su aplicación a regiones de baja carga (por ejemplo, implantes craneales). Para solucionar este problema, se están desarrollando andamiajes biocerámicos porosos mediante moldeo robotizado, pero donde las barras cerámicas que constituyen la estructura presentan un hueco coaxial que será rellenado con un biopolímero. De esta forma, las fibras poliméricas continuas dificultarán la propagación de fisuras, aumentando la tenacidad del material y proporcionando integridad mecánica a la estructura incluso a altas deformaciones. Dado que las propiedades de los andamiajes dependerán de las propiedades de las barras híbridas que constituyen la estructura, el objetivo de este Trabajo Fin de Grado es la fabricación y caracterización mecánica de barras coaxiales de hidroxiapatita (HAp) infiltradas con un polímero natural, gelatina. Para ello, se elaborarán suspensiones coloidales a partir de polvos comerciales de HAp y se depositarán utilizando puntas extrusoras coaxiales. Las barras serán sinterizadas y posteriormente infiltradas mediante inyección de una disolución de gelatina en agua. Se determinará, mediante la realización de ensayos de flexión en 3 puntos, el efecto de la concentración de la disolución polimérica en la resistencia mecánica de las barras híbridas HAp/gelatina.

The main drawback of the scaffolding bioceramic, even those made by the technique of injection molding robot, is its fragility and poor resistance to fracture which relegates its application to regions of low load (e.g., implants cranial). To solve this problem, scaffolding porous bioceramic moulded robot being developed, but where the ceramic rods that form the structure presented a coaxial hole that will be filled with a biopolymer. In this way, continuous polymer fibres will impede the propagation of fissures, increasing the toughness of the material and providing mechanical integrity to build even a high deformations. Since the properties of the scaffolding will depend on properties of hybrid bars which form the structure, this end of degree work aims to manufacture and mechanical characterization of coaxial rods of hydroxyapatite (HAp) infiltrated with a natural polymer, gelatin. To do this, colloidal suspensions from commercial HAp powders will be developed and will be deposited using coaxial extruders tips. Bars will be sintered and later infiltrated by injection of a solution of gelatine in water. Be determined, through 3-point bending test, the effect of the concentration of the polymer dissolution in the mechanical strength of HAp/jelly hybrid bars.