Análisis de propiedades y degradación de la aleación Fe- 3,31 Mn – 21,2 Al – 5,6 Cr – 0,7 C- 0,2 Ti

Abstract

Resumen

Actualmente se utilizan aleaciones de acero austenítico AISI 316LVM como biomaterial, ya que dados procesos especiales en su fabricación, se han demostrado buenas propiedades mecánicas para esta aplicación. Sin embargo, presentan problemas de degradación al estar expuestos a fluidos biológicos, generando contaminación por el contenido de níquel, el cual es altamente cancerígeno. La aleación Fe- 3,31 Mn – 21,2 Al – 5,6 Cr – 0,7 C- 0,2 Ti, es un material en el cuál el níquel es reemplazado por manganeso, por lo tanto no se presentará la migración de iones de níquel desde el implante hacia el organismo. Se analizaron y compararon las propiedades de degradación de la aleación Fe- 3,31 Mn – 21,2 Al – 5,6 Cr – 0,7 C- 0,2 Ti en un electrolito simulando un fluido corporal con el propósito de determinar la viabilidad de esta aleación como material biocompatible. El acero AISI 316LVM, fue utilizado como material de comparación y referencia. El comportamiento electroquímico fue evaluado mediante las técnicas de espectroscopía de impedancia electroquímica y curvas de polarización anódica en una solución de Hanks (disolución que simula el fluido orgánico dentro del cuerpo humano). Esta caracterización y comparación permite evidenciar el potencial uso de la aleación Fe-Mn-Al-Cr-C-Ti en implantes quirúrgicos, mostrando también la factibilidad de su implementación para posibles aplicaciones futuras.

Palabras clave: biomateriales, corrosión, aleación Fermanal, biocompatibilidad.

Analysis of properties and degradation of the alloy Fe- 3.31 Mn – 21.2 Al – 5.6 Cr – 0.7 C- 0.2 Ti

Abstract

Nowadays, AISI 316LVM austenitic steel alloys are used as biomaterial, since good mechanical properties for this application have been demonstrated, given special fabrication processes. However, degradation problems arise when exposed to biological fluids, generating contamination by nickel content, which is highly carcinogenic. The Fe - 3.31 Mn - 21.2 Al – 5.6 Cr – 0.7 C – 0.2 Ti alloy, is a material in which nickel is replaced for manganese, thus avoiding nickel ions migration from implant to organism. Degradation properties of a Fe- 3.31 Mn – 21.2 Al – 5.6 Cr – 0.7 C- 0.2 Ti alloy in an electrolyte simulating a corporal fluid were analyzed and compared, in order to determine viability of this alloy as a biocompatible material. AISI 316LVM steel was used as comparison and reference material. Electrochemical behavior was evaluated through techniques such as Electrochemical Impedance Spectroscopy and Anodic Polarization Curves in a Hanks solution (a dissolution that simulates organic fluid inside the human body). This characterization and comparison provides evidence favoring the potential use of Fe-Mn-Al-Cr-C-Ti potential use in surgical implants, showing as well his feasibility of implementation in other possible future applications.

Keywords: biomaterials, corrosion, Fermanal alloy, biocompatibility.