Anodization of titanium implants in order to improve chemical degradation resistance

El objetivo de este trabajo de investigación es la obtención de una capa de anodizado, que sea homogénea en toda la superficie del implante de titanio. Esta capa de óxido de titanio tendrá unas propiedades beneficiosas para el implante dental como son: 1. Limpieza de residuos tanto orgánicos como inorgánicos de la superficie del implante. 2. Mejora de la resistencia a la corrosión del implante. 3. Disminución de la liberación de iones del titanio al medio fisiológico. 4. Aumento de la dureza superficial así como de la resistencia al desgaste.Peer Reviewe

Critical aspects in the management of new technologies: A case study

The good and effective management of a new technology is fundamental for its success not only among the scientific and technical community, but especially for its entry and expansion in the market. There are many examples of new product or process technologies that, notwithstanding the technological relevance and many chances to succeed, have found many obstacles to their dimensional development due to a lack of management of technology in their specific sector. The aim of this paper is to analyse the case of many new process technologies developed along 50 years in the titanium metal sector where some critical aspects ad mistakes in the management of these new technologies have limited or stopped their complete development and the following introduction in the sector. Some useful elements will be pointed out in order to reach more general remarks.Technological Barriers, Management of Technology, Electrolytic Process, Titanium.

Montaje y puesta a punta de un potenciostato comercial para llevar a cabo medidas de corrosión electroquímica

El objetivo principal de este Proyecto consistía en el montaje y puesta a punto de un potenciostato comercial. Dicho objetivo ha sido cumplido. Los múltiples problemas presentes en el proceso confirman la utilidad de este trabajo, ya que se consiguió detectar un error serio de fabricación que impedía que el potenciostato funcionara correctamente. La detección y solución de este fallo facilitará en gran medida el trabajo de los futuros usuarios del equipo. Una vez verificado el correcto funcionamiento del potenciostato se procedió a realizar un estudio básico de una serie de materiales, que fueron: cobre, acero, titanio puro y titanio aleado (Ti + Y2O3). De los ensayos llevados a cabo se pudo observar: - El proceso de corrosión del acero está bajo un fuerte control catódico, mientras que el del cobre se encuentra bajo control anódico. Las dos muestras de titanio, tanto la pura como la aleada, presentan control mixto. - El acero sufre un proceso de corrosión intergranular, mientras el cobre forma una capa pasiva. El mecanismo de pasivación no se ha confirmado para las probetas de titanio, ya que para ello sería necesario un estudio más extenso. - Los resultados obtenidos para las probetas de titanio muestran que el titanio puro es más noble que el titanio aleado, pues tiene un valor mayor para el potencial de corrosión. Por otro lado, en relación con su densidad de corriente, su valor es mayor que para el titanio aleado, con lo cual se corroerá a mayor velocidad.Ingeniería Técnica en Electrónic

Unión de péptidos a superficies de titanio para la mejora de la osteointegración

El presente estudio pretende mejorar el proceso de osteointegración del implante de titanio mediante la biofuncionalización de su superficie. Para ello se ha realizado una previa silanización de la superficie y una posterior unión covalente entre el silano y un péptido el cual posee la secuencia RGD. Se han estudiado diferentes aspectos como es la estabilidad tanto de conjunto titanio-silano como silano-péptido. Finalmente se ha realizado un ensayo de adhesión celular utilizando células osteoblásticas MG63 cuyas muestras de titanio han sido previamente biofuncionalizadas con el proceso estudiado.This study aims to improve the osseointegration process of the titanium implant through surface biofunctionalization. Samples were silanised on the surface and afterwards a peptide with the RGD sequence was covalently attached to the silane. Specific characteristics of the stability of the union titanium-silane as well as silane-peptide were studied. Finally cell adhesion studies to samples biofunctionalized with the technique studied in this work were made with MG63 osteoblastic cells.Peer Reviewe

Fotocatálisis con luz solar: aplicaciones en energía y medioambiente

Conferencia a los alumnos de máster y doctoradoEl uso de luz solar como fuente excitatriz de procesos químicos es uno de los retos de mayor importancia en la Química del Siglo XXI. Dentro de este campo, en esta conferencia se describe el uso de luz solar en procesos foto y thermo-photo catalíticos. En particular, se describe la utilización completa, en los rangos UV, visible y de IR cercano (desde aprox. 280 to 1000 nm), del espectro electromagnético por sistemas catalíticos basados en óxido de titanio como componente primario de materiales multicomponentes. Inicialmente se describirán las propiedades de la titania en relación al uso de la luz solar y muy particularmente el rango UV-visible, para, posteriormente; i) analizar el dopado de dicho óxido [1], así como ii) la combinación del dopado con la sensitización superficial por fases sólidas tipo metal, óxido y/o de carbono [2], para permitir, en ambos casos, el aprovechamiento máximo de las tres regiones mencionadas del espectro electromagnético de la luz solar. Se presentarán ejemplos de aplicación de estos sistemas a procesos de descontaminación química y biológica de agua y aire [3], así como para la producción de hidrógeno como vector energético de futuro [4].Vicerrectorado de Investigación y Transferencia. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Anodización del titanio para la mejora ante la degradación química de material quirúrgico

The titanium alloys used in orthopaedic and dental implants are corrosion-resistant and compatible with the human body due to the titanium oxid film which forms spontaneously on the implant surface. However, the utilization of more than one type of alloy or metal on the same patient and the fragility and the thin thickness of the oxid layer, can give rise to the appearance of the corossion phenomena and/or ion release. It is well known that enough concentration of metallic particles are toxic, and are able to produce lnflammation, allergy genetic mutations or carcinogenic processes. With the purpose of minimize the corrossion in the implants and the metallic ion release to the physiological environment it is possible to grow up the titanium oxid layer in a controlled way to have a tough, homogeneous and stable layer with the anodization technique. In this work it is evaluated the improvements in corrosion resistance and the decrease of the metallic ion release due to the anodized layer

Procedimiento para la preparación de titanosilicatos mesoporosos tipo MCM-48, y su uso como catalizadores en reacciones de oxidación selectiva

Referencia OEPM: P9900214.-- Fecha de solicitud: 29/01/1999.-- Titulares: Universidad Politécnica de Valencia (UPV), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Procedimiento para la preparación de titanosilicatos mesoporosos tipo MCM-48, que pueden presentar o no grupos orgánicos anclados en su superficie. La incorporación de titanio puede realizarse mediante síntesis directa, en la que un precursor de titanio es adicionado al gel de síntesis, o bien mediante anclaje de compuestos de titanio sobre una superficie de sílice. Estos compuestos son empleados como catalizadores en procesos de oxidación selectiva de compuestos orgánicos con peróxidos orgánicos o inorgánicos.Peer reviewe

Estudio de la modificación superficial de aleaciones de titanio por procesos de difusión

Actualmente en el mundo existe una demanda de materiales complejos para aplicaciones biomecánicas o aeroespaciales. El titanio es un material que tiene un gran interés debido a sus excelentes propiedades. Sin embargo, el titanio tiene ciertos inconvenientes como la baja resistencia al desgaste, un elevado módulo de Young lo cual es desfavorable a la hora de utilizarlo como biomaterial. Este proyecto pretende obtener superficies con alto contenido de aleantes betágenos mediante el proceso de difusión. Dos aleantes metálicos se van a emplear en este experimento el niobio (Nb) y el molibdeno (Mo). Se difunden sobre titanio elemental (Ti) y la aleación comercial Ti-64 (Compuesta por Ti-6Al-4V). El Nb y Mo se utilizaran en forma de polvo con el fin de aumentar la superficie de contacto y así optimizar la difusión. Para cumplir los objetivos se realizaron distintos experimentos. Ambos Mo y Nb van a difundir sobre muestras de Ti y Ti-64 a 750º y a 1100º. El tiempo de difusión a 1100ºC fue de 3h mientras que los experimentos realizados a 750º fue de 6h. Por otra parte se van a simular estos experimentos con DICTRA. Los resultados de la simulación se utilizan para compararlos con los resultados experimentales. El análisis de los resultados hace que se apruebe la simulación de DICTRA ya que los resultados de la simulación y los experimentales concuerdan entre sí. Este proyecto logra cambiar las propiedades microestructurales de una superficie de muestras de Ti y Ti-64, como se ha caracterizado mediante SEM. En particular los experimentos a 1100º mediante difusión se han creado superficies con fases α+β tanto equiaxial como laminar y fase β cumpliéndose así los objetivos marcados en el proyecto.Currently there is a worldwide demand for complex materials eligible for applications in the field of biomechanics and of aerospace engineering. Titanium has attracted a lot of attention because of their properties. However, there are several properties which can be improved. Titanium has low wear resistance and a high Young modulus which is a handicap in order to build biomaterials. The goal of the experiment is to obtain surfaces with high content of beta enhancing alloys by diffusion process at settled temperatures and timing. Two metal alloys are selected, niobium (Nb) and molybdenum (Mo). In separate experiments they are diffused over pure Titanium (Ti) and over Ti-64 commercial alloy (the latter is composed of Ti-6Al-4V). By using powder alloy the surface of diffusion is maximized. For this aim different experiments were performed. Mo and Nb were diffused in Ti and Ti-64 pieces at 1100º and 750º. The experiments at 1100ºC will diffuse over 3 h meanwhile 750ºC will diffuse over 6 h. More over the experiment were simulated using DICTRA. These results were compared to the real results of the experiment. DICTRA results were reliable because they were similar to real experiment results. The experiment succeeds in changing the microstructural properties of the surface of Ti and Ti-64 samples as characterized by SEM. In particular, by using diffusion process at 1,100 ºC surfaces with a beta and alpha plus beta structures are obtained achieving the goals of the project.Ingeniería Mecánic

Studio di processi innovativi di concia delle pelli

Il lavoro svolto presso il Polo Tecnologico Conciario Scrl ha come scopo principale la realizzazione di un processo innovativo di concia delle pelli utilizzando come agente conciante i sali di titanio, anziché i tradizionali sali di cromo, con l’ottenimento di pelli con caratteristiche prestazionali paragonabili a quelle conciate al cromo. Nella pratica industriale si conoscono molto bene le conce effettuate con sali di alluminio o con sali di zirconio, che però non sono mai state in grado di sostituire il cromo nella classica concia minerale. Infatti, le pelli conciate con questi due sali, pur essendo lavorabili, non presentano le caratteristiche di versatilità come quelle conciate al cromo, che risultano ad oggi fondamentali per l’industria conciaria. Dalla letteratura risulta che anche i sali di titanio possono essere utilizzati per la stabilizzazione della pelle, e che ad oggi i risultati ottenuti sono assolutamente insufficienti a garantire la buona qualità della pelle. L'idea della “concia al titanio” nasce già all'inizio del 20° secolo ma, di fatto, non ha mai trovato applicazione reale nei processi produttivi. Inizialmente, a causa delle scarse conoscenze tecnologiche del tempo, per l'eccessiva durezza del materiale che ne rendeva quasi impossibile la lavorazione e, poi, per la difficoltà di ottenere una accettabile consistenza del pellame finito. L’obiettivo della ricerca è quello di riuscire a mettere a punto un sistema di concia innovativa con sali acidi di titanio, a costi comparabili ai normali tipi di concia, e soprattutto a minor impatto ambientale, con l’ottenimento di una pelle conciata paragonabile ad una pelle wet blue. Da questa ricerca si possono ottenere risultati molto interessanti indipendentemente dal tipo di pelle utilizzato e dalla destinazione d’uso del prodotto finito. Il titanio è considerato un metallo non tossico e non pericoloso, per cui riuscire ad ottenere una pelle conciata con caratteristiche simili al wet blue ma completamente esente da cromo o qualsiasi altro metallo considerato pericoloso, potrebbe essere un traguardo importante da centrare. Sostituire efficacemente la concia al cromo, mantenendo invariate le caratteristiche meccanico fisiche e di versatilità, permetterà la realizzazione degli stessi articoli normalmente prodotti con sistema di concia tradizionale al cromo, con il vantaggio che i reflui di lavorazione risulteranno esenti da cromo, per cui, alla fine del ciclo di depurazione, avremo fanghi che potranno essere smaltiti con maggiore facilità rispetto ai sistemi attuali. Inoltre essendo il titanio un metallo come il cromo, sicuramente non saranno necessarie modifiche ai normali impianti di produzione. Un altro obiettivo che si vuole raggiungere è la produzione di pellami che pur avendo le caratteristiche delle pelli conciate al cromo, sono estremamente ipoallergeniche. Questo dato deriva dalla letteratura dove viene evidenziato bassissimo grado di allergicità dei sali di titanio. Negli ultimi anni, diverse realtà hanno cercato di studiare l'applicabilità della concia al titanio. I risultati di queste ricerche, sulla carta, lasciano sperare nella possibilità di ottenere un processo industrializzabile ed un pellame di livello qualitativo almeno pari a quello conciato al cromo. Il presente progetto di ricerca, partendo anche dagli studi portati avanti negli ultimi anni, vuole realizzare il passo finale, cioè la definizione di un processo produttivo di concia al titanio effettivamente industrializzabile. Si tratterebbe di un risultato di fondamentale importanza per tutto il settore conciario, che potrebbe iniziare a pensare seriamente all'abbandono del cromo, sostanza che presenta numerosi aspetti di criticità ambientale e per l'uomo. Riassumendo, la concia al titanio permetterebbe di eliminare l'utilizzo del cromo con i seguenti risultati: 1) Eliminare dai reflui di processo produttivo il cromo (III), con conseguente miglioramento della facilità di smaltimento, nel caso della concia con sali di titanio gli scarichi idrici sarebbero caratterizzati dalla presenza di particelle di ossido di titanio che, come riportato in letteratura, in fase di depurazione, catalizzano la degradazione delle molecole organiche. Questo consentirebbe un minor tempo di residenza di acque reflue nelle vasche biologiche, e una minore produzione di fanghi, in quanto la parte organica sarà completamente degradata. 2) Ottenere degli scarti di lavorazioni meccaniche esenti da cromo e quindi a ridotto impatto ambientale, che potranno essere molto più facilmente gestiti sia in fase di smaltimento che di eventuale riutilizzo in altri settori. Gli scarti solidi provenienti dal processo di concia (rasatura) sarebbero totalmente innocui per la salute, a differenza di quella provenienti dalla concia al cromo, e potrebbero essere utilizzati anche direttamente nella produzione di farine per l'alimentazione animale e fertilizzanti, ma anche per l’ottenimento di colle, gelatine e collagene di elevata qualità. 3) Migliorare notevolmente le condizioni di lavoro andando ad eliminare una sostanza altamente sensibilizzante quale il cromo (III) dal ciclo produttivo, con forte miglioramento delle condizioni di sicurezza dei luoghi di lavoro. I lavoratori perciò potranno godere di un processo conciario più sicuro, con l’annullamneto totale del rischio di malattie professionali dovute all'esposizione al cromo: si tratta nei casi più lievi di eczemi e dermatiti, anche di lunga durata, mentre nei casi più complessi di danni più o meno gravi alle vie respiratorie. 4) Migliorare la qualità del prodotto dal punto di vista dell'allergenicità per il consumatore, date le caratteristiche estremamente ipoallergeniche dei sali di titanio. I sali di titanio infatti sono considerati completamente innocui e non presentano problemi di sensibilizzazione cutanea o delle mucose. L’importante innovazione, relativamente al prodotto finito, è legata alla possibilità di poter riutilizzare senza nessun problema ambientale, sia gli scarti di lavorazione che i manufatti in fase di smaltimento

Quality and properties of titanium used in orthopedic surgery

Puesto que en los momentos actuales se está usando el titanio de manera habitual como componente de todas las endoprótesis, y de manera cada vez más importante se está incluyendo en la fabricación de los implantes de osteosíntesis y estabilización osteoarticular, es necesario que los cirujanos ortopédicos nos acerquemos al conocimiento de sus bondades o de sus inconvenientes. Tratamos por ello de situarlo en sus coordenadas de aplicación clínica, resaltando sus virtudes en los aspectos biomecánicos, en las garantías de biocompatibilidad que permiten que se pueda realizar por parte del hueso receptor el fenómeno de la osteointegración, y en general en la respuesta del huésped ante este metal no desde el punto de vista de la unión al mismo, sino de las reacciones adversas o no, que pueda ocasionar sistémica o localmente. Desde el punto de vista biomecánico, su ductilidad y resistencia y su gran capacidad de autorreparación por el mecanismo de la pasivación inmediata anulando por tanto el fenómeno corrosivo, son sus mejores credenciales. Biológicamente, su compatibilidad con el medio que lo recibe permitiendo el crecimiento hístico a su alrededor sin interferirlo, junto a su baja o nula capacidad de reacción a cuerpo extraño y mucho menos en la producción de fenómenos de sensibilidad son las otras características que avalan su uso. Como material endoprotésico, junto a indudables constataciones clínicas y de laboratorio que le sitúan como el mejor metal proosteointegración, otras tratan de encontrar sombras para su empleo