Caracterización y ensayo de adhesión de recubrimientos de hidroxiapatita sobre implantes

Fundamento

El recubrimiento se aplica en general por proyección térmica con plasma, un proceso en el que el polvo de hidroxiapatita atraviesa un chorro a temperatura muy alta y se deposita fundido sobre el sustrato; ese paso por el plasma descompone parcialmente el material y genera fases amorfas y secundarias, de modo que la caracterización del recubrimiento es distinta de la del polvo de partida y se hace sobre el recubrimiento raspado o sobre la pieza: composición, fases por difracción, cristalinidad y contenido de fase amorfa, que es la que se disuelve rápido. Se miden el espesor y su uniformidad sobre cortes transversales, la porosidad y la rugosidad. Los ensayos mecánicos son los decisivos: el de adhesión y cohesión mide la resistencia de la unión entre el recubrimiento y el sustrato, ensayando en tracción una probeta recubierta pegada a un contracuerpo con un adhesivo de resistencia superior a la esperada, y determinando la tensión de rotura y el modo —si falla en la interfaz, dentro del recubrimiento o en el adhesivo, este último caso invalida el resultado—; se complementa con el ensayo de resistencia al corte y con el de fatiga del conjunto. Se evalúa además el comportamiento en medio fisiológico simulado, midiendo la disolución y la pérdida de masa en el tiempo, que anticipa si el recubrimiento va a durar hasta que el hueso lo reemplace.

Matriz (en qué muestra)

Recubrimientos de hidroxiapatita sobre vástagos femorales y cotilos no cementados; recubrimientos aplicados por proyección térmica de plasma; superficies porosas con recubrimiento bioactivo; lotes en liberación; implantes en investigación de desprendimiento

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Máquina de tracción con alineación de precisión y dispositivo de adhesión; equipo de ensayo de corte; equipo metalográfico de cortes transversales; microscopio óptico y electrónico de barrido con microanálisis; difractómetro de rayos X; perfilómetro; equipo de inmersión en medio simulado termostatizado; balanza analítica.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Adhesivos de ensayo de alta resistencia; medio fisiológico simulado; reactivos metalográficos; patrones de difracción.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas recubiertas del mismo lote que los implantes; contracuerpos de ensayo; cortes transversales embutidos; planillas de espesor y de adhesión; registro fotográfico de las superficies de falla.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Probetas y adhesivos; consumibles metalográficos; medio de inmersión.

Unidad

Pa · resistencia de adhesión y de cohesión (MPa) y modo de falla observado · espesor del recubrimiento y su uniformidad (µm) · fases, cristalinidad y contenido de fase amorfa del recubrimiento · porosidad y rugosidad superficial · pérdida de masa y evolución en medio fisiológico simulado

Rango de referencia

Las normas fijan resistencias de adhesión mínimas que los recubrimientos bien aplicados superan con holgura; el contenido de fase amorfa es el parámetro que más varía con los parámetros de proyección y el que decide si el recubrimiento se disuelve en meses o acompaña al crecimiento óseo durante años

Norma que lo exige

Las normas de recubrimientos de hidroxiapatita para implantes, que fijan la composición, la cristalinidad, el espesor y la resistencia de adhesión mínima; los requisitos de registro de productos médicos; los sistemas de gestión de calidad y la validación del proceso de proyección; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 9440-2, que fija los requisitos de los recubrimientos de hidroxiapatita; IRAM 9440-4, sobre la determinación de la resistencia de adhesión y de cohesión del recubrimiento; IRAM 9440-3, sobre el análisis químico y la caracterización de la cristalinidad y la pureza de fase; IRAM 9440-1, sobre la hidroxiapatita sinterizada; IRAM 9410, sobre la preparación superficial de implantes metálicosnorma argentina

Edición y vigencia de la norma

IRAM 9440-2:2009; IRAM 9440-4:2010; IRAM 9440-3:2011; IRAM 9440-1:2009; IRAM 9410:2006

Volumen de muestra

Destructivo. Varias probetas recubiertas por lote y por condición

Conservación y transporte

El modo de falla del ensayo de adhesión se identifica siempre: si la rotura ocurre en el adhesivo, el ensayo no midió el recubrimiento y hay que repetirlo con un adhesivo más resistente, y ese es el error que más resultados infla. Las probetas de ensayo se recubren en la misma corrida que los implantes, ya que el proceso de proyección varía entre cargas. Los cortes transversales se preparan sin arrancar el recubrimiento del borde.

Límite de detección típico

La metalografía resuelve espesores de recubrimiento desde algunos micrómetros

Incertidumbre típica

Del 10 al 20 % en la resistencia de adhesión, con dispersión propia del ensayo

Área

Materiales/industrial; Clínico/bioquímico; Nanotecnología

Fecha de última actualización: 11/9/2026