Estudios Electroquímicos del Magnesio Recubierto con Quitosano Modificado y Electrorociado como Proceso de Protección Anticorrosiva en la Reparación de Hueso
DOI:
https://doi.org/10.17488/RMIB.44.2.2Palabras clave:
Magnesio, quitosano modificado, recubrimientos electro-rociados, reparación de hueso, técnicas electroquímicasResumen
El magnesio (Mg) es esencial para las reacciones metabólicas del cuerpo humano y es conocido por su biocompatibilidad, sus propiedades mecánicas y físicas son similares a las del hueso humano, por lo que se considera que tiene un alto potencial en aplicaciones biomédicas como implantes temporales y reabsorbibles. Mediante modificaciones superficiales se podría controlar la alta tendencia a la corrosión del Mg, como por ejemplo membranas biodegradables que impidan el paso de iones cloruro presentes en el organismo humano. Para preparar la membrana se utilizan soluciones de quitosano modificado con grenetina y/o glutaraldehído y mediante el método de electrorociado se aplican para proteger el Mg. Para simular las condiciones de los fluidos corporales se preparó una solución salina de Kokubo. El estudio se enfoca en evaluar la velocidad de corrosión del Mg con un recubrimiento hecho de una membrana electrorociada con quitosano, aplicando técnicas electroquímicas de espectroscopia de impedancia electroquímica y resistencia de polarización lineal. El aditivo clave para mejorar el comportamiento de las membranas se observó con el uso de gelatina, donde la membrana con mejores resultados bajando los índices de corrosión es el sistema Mg CH+GR+GL, el cual se observó con muy buena integridad física en las imágenes de análisis morfológicos de la superficie después de 30 días de exposición.
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N. T. Kirkland, N. Birbilis, M. Staiger, “Assessing the corrosion of biodegradable magnesium implants: a critical review of current methodologies and their limitations,” Acta Biomater., vol. 8, no. 3, pp. 925-936, Mar. 2012. doi: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.11.014 DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.11.014
N. Ardila, Z. Ajji, M.-C. Heuzey, A. Ajji, “Chitosan electrospraying: Mapping of process stability and micro and nanoparticle formation,” J. Aerosol Sci., vol. 126, pp. 85-98, Dec. 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2018.08.010
M. Carboneras Chamorro, C. Iglesias Urraca, E. Onofre Bustamante, M. A. Alobera Gracia, C. Clemente de Arriba, M.C. García Alonso, M. L. Escudero Rincón, “Materiales metálicos biodegradables en el campo biomédico,” Acta Cienc. Tecnol., vol. 19, pp. 30-34, 2011. [Online]. Available: https://core.ac.uk/reader/36133460
] M. Esmaily, J.E. Svensson, S. Fajardo, N. Birbilis, G.S. Frankel, S. Virtanen, R. Arrabal, S. Thomas, L.G. Johans, “Fundamentals and advances in magnesiun alloy corrosion,” Prog. Mater. Sci., vol. 89, pp. 92-193, Aug. 2017. doi: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.04.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.04.011
Y. Zheng, Magnesium Alloys as Degradable Biomaterials, 1st ed. Boca Ratón: CRC Press, 2019, pp. 600.
Z. Song, G. Yu, Z. Xie, B. Hu, X. He, X. Zhang (2014). “Performance of composite coating on AZ31B magnesium alloy prepared by anodic polarization and electroless electrophoresis coating,” Surf. Coat. Technol. vol. 242, pp. 83–91, Mar. 2014. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.01.022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.01.022
V. Valencia Goujon, “Estudio electroquímico de magnesio en medio fisiológico simulado (Kokubo) para su aplicación como biomaterial y uso de tratamientos de modificación superficial anticorrosivos,” Bachelors dissertation, Univ. Nac. Aut. Mex., Mexico City, Mexico, 2013. [Online]. Available: https://repositorio.unam.mx/contenidos/353329
A.S. Paredes, O.S. Orteg, A. González, L. Bustillos, “Análisis comparativo de la regeneración ósea obtenida con quitosano y plasma rico en fibrina,” Acta Odontol. Venez., vol. 52, no. 2, Art. no. 2, 2014. [Online]. Available: https://www.actaodontologica.com/ediciones/2014/2/art-2
C.A. Cárcamo Gatica, “Preparación de films de complejo polielectrolito quitosano-alginato y comparación de sus propiedades mecánicas y biológicas con films de quitosan,” Bachelors dissertation, Univ. Chile, Santiago, Chile, 2005. [Online]. Available: https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/105463
A.E. Mochalova, L.V. Nikishchenkova, N.N. Smirnova, L.A. Smirnova, “Thermodynamic properties of chitosan-based hydrogels in the range 0–350 K,” Polym. Sci. Ser. B, vol. 49, pp. 42-46, Apr. 2007. doi: https://doi.org/10.1134/S1560090407010101 DOI: https://doi.org/10.1134/S1560090407010101
Y. Liu, S. Wang, W. Lan, “Fabrication of antibacterial chitosan-PVA blended film using electrospray technique for food packaging applications,” Int. J. Biol. Macromol., vol. 107, no. Pt A, pp. 848–854, Feb. 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.09.044 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.09.044
N.T.-P. Nguyen, L.V.-H. Nguyen, N.T. Thanh, V.V. Toi, T. Ngoc Quyen, P.A. Tran, H.-M. David Wang, T.-H. Nguyen, “Stabilization of silver nanoparticles in chitosan and gelatin hydrogel and its applications,” Mater. Lett., vol. 248, pp. 241–245, Aug. 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.03.103
H. Quintana-Camacho, J.L. Ramírez-Reyes, A.L. Medina-Almazán, N. García-Navarro, G. Galicia-Aguilar, “Investigation of the corrosion behavior of phophate coating magnesium in a kokubo solution,” Int. J. Electrochem. Sci., vol. 13, pp. 6072-6082, 2018. doi: https://doi.org/10.20964/2018.06.53 DOI: https://doi.org/10.20964/2018.06.53
J.A.S. Moreno, A.C. Mendes, K. Stephansen, C. Engwer, F.M. Goycoolea, A. Boisen, L.H. Nielsen, I.S. Chronakis, “Development of electrosprayed mucoadhesive chitosan microparticles,” Carbohydr. Polym., vol. 190, pp. 240–247, Jun. 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.02.062 DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.02.062
R.M.D. Soares, N.M. Siqueira, M.P. Prabhakaram, S. Ramakrishna, “Electrospinning and electrospray of bio-based and natural polymers for biomaterials development,” Mater. Sci. Eng. C., vol. 92, pp. 969–982, Nov. 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.08.004
A. Jaworek, A.T. Sobczyk, A. Krupa, “Electrospray application to powder production and surface coating,” J. Aerosol Sci., vol. 125, pp. 57-92, Nov. 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2018.04.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2018.04.006
S. Kavadiya, P. Biswas, “Electrospray deposition of biomolecules: Applications, challenges, and recommendations,” J. Aerosol Sci., vol. 125, pp. 182-207, Nov. 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2018.04.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2018.04.009
T. Kokubo, “Bioactive glass ceramics: properties and applications,” Biomaterials, vol. 12, no. 2, pp. 155–163, Mar. 1991. doi: https://doi.org/10.1016/0142-9612(91)90194-F DOI: https://doi.org/10.1016/0142-9612(91)90194-F
J.Y. Wong, J.D. Bronzino, D.R. Peterson, Biomaterials: Principles and Practices, 1st Ed. Boca Ratón: CRC Press, 2012, pp. 288. DOI: https://doi.org/10.1201/b13687
A. Zaja̧c, J. Hanuza, M. Wandas, L. Dymińska, “Determination of N-acetylation degree in chitosan using Raman spectroscopy,” Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc., vol. 134, pp. 114–120, Jan. 2015. doi: https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.06.071 DOI: https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.06.071
G.A.S. Kazi, T. Yamanaka, Y. Osamu, “Chitosan coating an efficient approach to improve the substrate surface for in vitro cultura System,” J. Electrochem. Soc., vol. 166, no. 9, pp. B3025- B3030, 2019. doi: http://dx.doi.org/10.1149/2.0051909jes
S. Sobieszcyk, A. Zieliński, “Coatings in Arthoplastiy: Review Paper,” Adv. Mater. Sci., vol. 8, no. 4, Dec. 2008. [Online]. Available: https://www.proquest.com/openview/e71b8f58cff352959f14f9b5dc1f-870d/1?pq-origsite=gscholar&cbl=2016339
B. Pérez-Artacho, E. Sáez-Fernández, G.I. Martínez-Soler, V. Gallardo Lara, J.L. Arias Mediano, “Polímeros biodegradables en el transporte selectivo de moléculas antitumorales,” ARS Pharm. vol. 51, s. 3, pp. 171-176, 2010. [Online]. Available: http://hdl.handle.net/10481/26416
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