Microestructura, propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y citocompatibilidad de los andamios de aleación WE43 Mg fabricados por fusión de lecho de polvo con láser para aplicaciones biomédicas

  • Se fabricaron andamios porosos de aleación WE43 Mg mediante fusión en lecho de polvo con láser (LPBF) con diámetros de puntal de 250 μm a 750 μm.
  • Las propiedades mecánicas del andamio aumentaron con el diámetro del puntal debido a la menor porosidad y un cambio en los mecanismos de falla.
  • Los andamios sin tratamiento superficial de oxidación electrolítica con plasma (PEO) mostraron tasas de corrosión> 500 μm / año en DMEM, que excedieron las requeridas para implantes biodegradables.
  • La resistencia a la corrosión podría cumplir con los requisitos de los implantes metálicos biodegradables mediante tratamientos superficiales de oxidación electrolítica con plasma (PEO).
  • Las pruebas de biocompatibilidad demuestran que los andamios de aleación WE43 Mg con tratamiento superficial de oxidación electrolítica por plasma (PEO) dan resultados satisfactorios.

Microestructura, propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y citocompatibilidad de los andamios de aleación WE43 Mg fabricados por fusión de lecho de polvo con láser para aplicaciones biomédicas

  • Se fabricaron andamios de poros abiertos de aleación WE43 Mg con un patrón de celda cúbica en el centro del cuerpo mediante fusión de lecho de polvo con láser con diferentes diámetros de puntal.
  • La geometría de las celdas unitarias se reprodujo adecuadamente durante la fabricación aditiva y se minimizó la porosidad dentro de los puntales.
  • La microestructura de los andamios se modificó mediante disolución térmica y tratamientos térmicos de envejecimiento y se analizó en detalle mediante microtomografía de rayos X, microscopía óptica, de barrido y de transmisión electrónica.
  • Además, las tasas de corrosión y las propiedades mecánicas de los andamios se midieron en función del diámetro del puntal y la condición metalúrgica.
  • La microestructura de los andamios impresos contenía una mezcla de partículas de óxido ricas en Y y precipitados intermetálicos ricos en tierras raras. Este último podría modificarse mediante tratamientos térmicos.
  • Las tasas de corrosión más bajas de 2 a 3 mm / año se encontraron en los andamios tal como se imprimieron y tratados con solución y podrían reducirse a ~ 0,1 mm / año mediante tratamientos de superficie utilizando oxidación electrolítica de plasma.
  • Las propiedades mecánicas de los andamios mejoraron con el diámetro del puntal: el límite elástico aumentó de 8 a 40 MPa y el módulo elástico mejoró de 0,2 a 0,8 GPa cuando el diámetro del puntal aumentó de 275 μm a 800 μm.
  • Sin embargo, la resistencia de los andamios sin tratamiento de oxidación electrolítica con plasma disminuyó rápidamente cuando se sumergieron en fluido corporal simulado.
  • Las pruebas de bicompatibilidad in vitro mostraron que los tratamientos superficiales mediante oxidación electrolítica del plasma eran necesarios para asegurar la proliferación celular en andamios con una alta relación superficie-volumen.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0928493120335414

Muzi Li, Felix Benn, Thomas Derra, Nadja Kröger, Max Zinser, Ralf Smeets, Jon M. Molina-Aldareguia, Alexander Kopp, Javier LLorca,
Microstructure, mechanical properties, corrosion resistance and cytocompatibility of WE43 Mg alloy scaffolds fabricated by laser powder bed fusion for biomedical applications,
Materials Science and Engineering: C,
Volume 119,
2021,
111623,
ISSN 0928-4931,
https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111623.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493120335414)

Publisher: Elsevier
Date: February 2021
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