Producción, caracterización y desempeño de recubrimientos de Ti/TiN sobre acero 316L producidas por PVD para aplicaciones biomédicas

Abstract

Una prótesis de cadera incluye varias piezas. El punto de articulación está formado por un revestimiento acetabular y una cabeza femoral. Presentan un alto índice de fricción debido al peso y movimientos naturales del cuerpo y tienen un desgaste que podría dañar las prótesis a largo plazo. Existen algunas investigaciones sobre fundas para evitar el desgaste y el roce sobre la prótesis de cadera, pero son caras. Por ello, el proyecto propone una solución que permite obtener piezas con bajo índice de fricción para reducir el desgaste, aumentar la vida útil de la prótesis. Se depositaron películas delgadas de titanio / nitruro de titanio sobre sustratos de acero inoxidable AISI 316L mediante pulverización catódica con magnetrón desequilibrado de CC. La temperatura del sustrato y la mezcla de gases se cambiaron para encontrar una película delgada con características mecánicas óptimas y para esta aplicación. La caracterización estructural se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS), y la caracterización mecánica se realizó mediante nanoindentación y prueba VDI 3198 para conocer la adhesión de las películas al sustrato. La clavija sobre disco se prueba llevó a cabo utilizando un polímero como contraparte. El resultado mostró películas delgadas de un micrómetro de espesor en las muestras depositadas a alta temperatura con bajo contenido de oxígeno, alta adherencia al sustrato y alto contenido de N en la película de TiN.