Durability of AZ31 magnesium biodegradable alloys polydopamine aided. Part 2: Ageing in Hank's solution

Magnesium alloys are candidates as biodegradable medical materials due to their biocompatibility and favorable mechanical properties. Unfortunately, the high corrosion rate in physiological media and the release of hydrogen, limit their widespread use in biomedical applications. In this work, an intermediate coating based on polydopamine (PDOPA), between Mg substrate and an organic coating, was used to decreasing the degradation rate of AZ31 magnesium alloy, during the long-term exposure in simulated body fluid. Electrochemical Impedance Spectroscopy measurements were carried out to study the corrosion resistance of samples. Results demonstrated that the PDOPA interlayer determined the reduction of the substrate degradation rate. The results were interpreted supposing a synergistic effect which occurred when PDOPA and the organic coating were used together

TiO2 Nanotubes on Ti Dental Implant. Part 1: Formation and Aging in Hank’s Solution

Self-organized TiO2 nanotube layer has been formed on titanium screws with complex geometry, which are used as dental implants. TiO2 nanotubes film was grown by potentiostatic anodizing in H3PO4 and HF aqueous solution. During anodizing, the titanium screws were mounted on a rotating apparatus to produce a uniform structure both on the peaks and on the valleys of the threads. X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray (EDX) and electrochemical characterization were used to evaluate the layer, chemical composition and electrochemical properties of the samples. Aging in Hank’s solution of both untreated and nanotubes covered screw, showed that: (i) samples are covered by an amorphous oxide layer, (ii) the nanotubes increases the corrosion resistance of the implant, and (iii) the presence of the nanotubes catalyses the formation of chemical compounds containing Ca and P

CRISIS: A System for Risk Management

In a situation of an unexpected catastrophe, uncertainty and demand for information are constant. In such a disaster scenario, the CRISIS system arises as a tool to contribute to previous coordination, procedure validation, exercise execution, a good and frequent communication among organizations, and weakness and threat assessment for an appropriate risk management. It offers a wide variety of tools for online communication, consultation and collaboration that, up to this day, includes cartography, tasks, resources, news, forums, instant messaging and chat. As a complement, mathematical models for training and emergency management are being researched and developed. For Argentinean society, it is a necessity to switch from the current handcrafted, bureaucratic emergency management method to a decision-making management model. Previous coordination, exercise execution, a fluid communication among institutions, and threats and weaknesses assessment are required for a proper risk management. With that goal in mind, it is important to reduce confusion, avoid the duplication of efforts to fulfill the same tasks, and have access to a complete vision of the situation, generated from the data of all the organizations taking part. The CRISIS system is a secure web application, accessible to every node in a network formed by the organizations which have complementary responsibilities during prevention and response. It offers a wide variety of tools for online communication, consultation and collaboration that, up to this day, includes cartography, tasks, media (organization and resources), news, forums, instant messaging and chat. As a complement, mathematical models for training and emergency management are being researched and developed. Currently, there are toxicological and epidemiological emergency models available. The present paper analyses, from the perspectives related to risk management for emergencies and disasters, the strengths and weaknesses of the CRISIS system to be used for prevention, response and recoveries in the case of a catastrophe.Centro de Investigaciones del Medioambient

UV irradiated graphene-based nanocomposites: Change in the mechanical properties by local harmoniX atomic force microscopy detection

Epoxy based coatings are susceptible to ultra violet (UV) damage and their durability can be significantly reduced in outdoor environments. This paper highlights a relevant property of graphene-based nanoparticles: Graphene Nanoplatelets (GNPs) incorporated in an epoxy-based free-standing film determine a strong decrease of the mechanical damages caused by UV irradiation. The effects of UV light on the morphology and mechanical properties of the solidified nanocharged epoxy films are investigated by Atomic Force Microscopy (AFM), in the acquisition mode "HarmoniX." Nanometric-resolved maps of the mechanical properties of the multi-phase material evidence that the incorporation of low percentages, between 0.1% and 1.0% by weight, of graphene nanoplatelets (GNPs) in the polymeric film causes a relevant enhancement in the mechanical stability of the irradiated films. The beneficial effect progressively increases with increasing GNP percentage. The paper also highlights the potentiality of AFM microscopy, in the acquisition mode "HarmoniX" for studying multiphase polymeric systems

Valutazione della rugosità e del comportamento elettrochimico del titanio in ambiente biologico

Il titanio e le sue leghe sono utilizzati per applicazioni biomedichein una ampia gamma di dispositivi, dagli impiantie protesi ortopediche e dentali, alle valvole cardiache. E’noto che la peculiarità delle leghe di titanio è quella di ricoprirsidi uno strato di ossido che si forma spontaneamentequando il materiale è in contatto con l’aria. L’ossido, particolarmentestabile, aderente e “self-healing”, conferisceal titanio una elevata resistenza a corrosione del titanio econtribuisce alla sua eccellente biocompatibilità.I requisiti clinici per il successo di un impianto sono moltostringenti. L’impianto deve svolgere la funzione per la qualeè stato progettato ed evitare danni all’ambiente biologiconel quale è inserito. Una delle caratteristiche più importantidi uno specifico impianto è quindi la sua capacità dicreare una interfaccia con i tessuti vivi del corpo. Ciò cheaccade è un aspetto di grande rilevanza, poiché i fenomeniche si verificano sulla superficie dell’impianto possono determinareil suo successo o il fallimento. La risposta biologicaall’interfaccia tra l’impianto e i tessuti è strettamenteconnessa alle proprietà superficiali dell’impianto stesso:per migliorare il legame interfacciale è necessario creareuna superficie rugosa o porosa.Diversi trattamenti superficiali sono stati proposti al finedi garantire una determinata topografia e composizionechimica superficiale. Si fa riferimento in particolare a metodivolti a modificare la rugosità [1], oppure a conferire uneffetto antibatterico alle superfici [2], e ancora a favorirela formazione di nanostrutture sugli impianti [3]. Un validostudio degli effetti dei trattamenti superficiali del Ti in applicazionibiomediche è stato condotto da Ding et al. [4],mentre un’analisi più approfondita è riportata nel libro [1]o nel brevetto [5]. Molti articoli mostrano che i trattamentidi tipo fisico e/o chimico, avendo un diretto riscontro sullarugosità di impianti in titanio, influenzano sia la velocità diosteo-integrazione sia le proprietà biomeccaniche [6-8].Il presente lavoro si propone di confrontare l’effetto di untrattamento fisico, come quello di sabbiatura, e/o di untrattamento chimico con acido fluoridrico del Ti grado 2 (TiGr2) e Ti grado 4 (Ti Gr4) sul comportamento elettrochimicoin ambiente biologico e sulla rugosità dei dispositivi. Inletteratura sono presenti diversi lavori relativi allo studiodel comportamento elettrochimico delle leghe di titanio inL’utilizzo, oramai diffuso, del titanio in campo biomedico nasce dall’eccellente biocompatibilità, conferitadalla capacità di ricoprirsi spontaneamente di uno strato di ossido che passiva il metallo. Diversi studi hannodimostrato che i trattamenti superficiali possono migliorare la risposta biologica e la resistenza a corrosionedegli impianti. In questo lavoro è stato studiato l’effetto di trattamenti superficiali di sabbiatura e mordenzaturacon HF sul comportamento elettrochimico in ambiente biologico e sulla rugosità di due tipologie di titaniocommercialmente puro, Ti grado 2 e Ti grado 4. L’analisi dei dati ottenuti a seguito della caratterizzazioneelettrochimica ha consentito di evidenziare che, per entrambe le leghe, la densità di corrente di passivitàaumenta al crescere della durata del trattamento di sabbiatura. Un minore aumento è stato riscontrato neicampioni soggetti a sabbiatura e successiva mordenzatura. Da ciò si deduce che la variazione di superficiespecifica indotta dalla sabbiatura è parzialmente annullata dal trattamento chimico. Il valore della corrente dipassività è stato utilizzato per valutare l’entità dell’incremento della superficie reale dei campioni. Le prove dirugosità hanno mostrato che se il processo di sabbiatura produce una superficie con un gran numero di picchi,il trattamento di mordenzatura con HF tende a livellare la superficie attenuando tali picchi. I trattamenti disabbiatura e mordenzatura, soli o combinati, modificano notevolmente la superficie dei campioni e l’entità di talemodifica differisce secondo la tipologia di lega e la durata del trattamento di sabbiatura. Infine, è stato propostol’utilizzo di quattro parametri di rugosità per caratterizzare una superficie trattata

Modelo y simulación de regiones de afectación por un incidente químico

El rápido desarrollo industrial ofrece prosperidad y altos niveles de vida, sin embargo, la contaminación asociada a este desarrollo junto a los incidentes con materiales peligrosos sigue siendo motivo de preocupación y estudio. Generalmente, los errores humanos o las fallas de equipos crean condiciones propicias para la ocurrencia de un incidente. A tal efecto, la necesidad de conocer el riesgo potencial asociado a una descarga química impulsa el desarrollo de modelos matemáticos para estimar zonas vulnerables y evaluar los potenciales impactos en las poblaciones afectadas. Los autores consideran de suma importancia el desarrollo de metodologías y de modelos de aplicación directa al contexto en que vivimos, ya que los recursos limitados disponibles para la gestión requieren de un uso eficiente para una respuesta óptima. En tal sentido, toda mejora y optimización que contribuya a la menor sobreestimación de los daños potenciales en la población expuesta, resulta útil para la gestión integral de la emergencia al suministrar una idea más precisa de las consecuencias de un incidente. A través del modelo DDC se ha logrado optimizar la forma de estimar cuali y cuantitativamente la población afectada por una nube tóxica. El análisis temporal y la estimación progresiva que ofrece DDC permiten un enfoque más descriptivo y preciso que otras metodologías de uso corriente, contribuyendo además al mejor análisis del escenario y al conocimiento del tiempo disponible para la intervención oportuna. Por último, la modularidad de DDC permite tomar como entrada los datos de salida de cualquier modelo de transporte, logrando de este modo una aplicación versátil en todas las etapas de la gestión integral de emergencias.Centro de Investigaciones del Medioambient

Risk analysis of technological hazards: Simulation of scenarios and application of a local vulnerability index

The potential impact of a technological accident can be assessed by risk estimation. Taking this into account, the latent or potential condition can be warned and mitigated. In this work we propose a methodology to estimate risk of technological hazards, focused on two components. The first one is the processing of meteorological databases to define the most probably and conservative scenario of study, and the second one, is the application of a local social vulnerability index to classify the population. In this case of study, the risk was estimated for a hypothetical release of liquefied ammonia in a meat-packing industry in the city of La Plata, Argentina. The method consists in integrating the simulated toxic threat zone with ALOHA software, and the layer of sociodemographic classification of the affected population. The results show the areas associated with higher risks of exposure to ammonia, which are worth being addressed for the prevention of disasters in the region. Advantageously, this systemic approach is methodologically flexible as it provides the possibility of being applied in various scenarios based on the available information of both, the exposed population and its meteorology. Furthermore, this methodology optimizes the processing of the input data and its calculation.Centro de Investigaciones del MedioambienteCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada