Processing of microCT implant-bone systems images using Fuzzy Mathematical Morphology

The relationship between a metallic implant and the existing bone in a surgical permanent prosthesis is of great importance since the fixation and osseointegration of the system leads to the failure or success of the surgery. Micro Computed Tomography is atechnique that helps to visualize the structure of the bone. In this study, the microCT is used to analyze implant-bone systems images. However, one of the problems presented in the reconstruction of these images is the effect of the iron based implants, with a halo or fluorescence scattering distorting the micro CT image and leading to bad 3D reconstructions.In this work we introduce an automatic method for eliminate the effect of AISI 316L iron materials in the implant-b one system based on the application of Compensatory Fuzzy Mathematical Morphology for future investigate about the structural and mechanical properties of bone and cancellous materials.Fil: Bouchet, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Colabella, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Omar, Sheila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ballarre, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Pastore, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentin

Hybrid organic-inorganic silica-based coatings deposited by spray technique

AISI 316L stainless steel is mainly used in biomedical applications, even though it suffers localized corrosion. Its protection can be achieved creating a barrier for ions migration. This paper presents the synthesis and deposition of sol gel coatings over AISI 316L, done by spray and dip-coating method, using tetraethoxysilane (TEOS), methyltriethoxysilane (MTES) and colloidal silica nanoparticles as precursors. Both coatings are analysed by optical microscopy, mechanical profilometry and electrochemical tests in simulated body fluid solution. The spray deposition technique is presented as a versatile way to generate thin layers enabling to coat complex geometries and being promising for industrial purposes.Fil: Omar, Sheila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; ArgentinaFil: Pellice, Sergio Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; ArgentinaFil: Ballarre, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; ArgentinaFil: Cere, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; Argentin

Magnesium alloys implants coated with 58S sol gel bioactive glass to retard first stage corrosion

Two composition of 58S (60 mol% SiO2, 36 mol% CaO, 4 mol% P2O5) glass coatings were made by sol gel and applied by dip coating onto two commercial magnesium alloys (AZ31 and AZ91) as a strategy to retard the hydrogen evolution and accelerate the deposition of a hydroxyapatite layer to enhance bioactivity. Surface studies with XPS, Raman spectroscopy and SEM techniques are presented after coating deposition and after immersion in Hanks´ Balance Salt Solution (HBSS) at 37 C. Electrochemical tests were also conducted to evaluate the evolution of the coating with immersion. It is observed that even the coating present defects, it is able to retard substrate degradation and this effect is more pronounced for AZ91 as substrate. Coating performance is mainly governed by the substrate due the defective nature of the film.Fil: Omar, Sheila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Castro, Yolanda. Instituto de Ceramica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Ballarre, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schreiner, Wido H.. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Duran, Alicia. Instituto de Ceramica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Ceré, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

58S and 68S sol-gel glass-like bioactive coatings for enhancing the implant performance of AZ91D magnesium alloy

Magnesium alloys such as AZ91D, has been presented as potential material for temporary implant material since it has a mechanical performance suitable with bone tissue and also degrades in time. The fast degradation at early times of AZ91D alloy could be retarded applying bioactive sol-gel glass coatings. In this work, two compositions of known bioactive silica-glasses (58S and 68S) were synthetized by sol-gel method and deposited by dip coating to the magnesium substrates. The glasses were produced without using any nitrate precursor, avoiding the presence of remaining residual in the coatings that could be not beneficial to the body. The coatings presented an excellent bioactive response after immersion in Hanks' balanced salt solution (HBSS) at 37 °C, showing apatite related deposits after 72 h immersion detected by scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Corrosion behaviour has been also analyzed, 58S presented as better protective features after 17 days of immersion. Cell attachment and proliferation tests demonstrate that both 58S and 68S coatings on AZ91D magnesium alloy are suitable as temporary implant materials.Fil: Omar, Sheila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ballarre, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Castro, Y.. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Martinez Campos, E.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Schreiner, W.. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Durán, A.. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Ceré, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Sol gel hybrid coatings with strontium-doped 45S5 glass particles for enhancing the performance of stainless steel implants: Electrochemical, bioactive and in vivo response

The protection of stainless-steel implants by applying a hybrid organic–inorganic coating generates a barrier for ion migration and a potential holder for functional particles. Chemical composition of bioactive silicate-glasses (BG) can be varied to tailor their rate of dissolution in the biological environment. The substitution of calcium by strontium (Sr) generates a locally-controlled release of Sr-ions to the media. Strontium is known to reduce bone resorption and stimulate bone formation. This work presents coatings made by sol–gel method containing tetraethoxysilane, methyl-triethoxysilane and silica nanoparticles as precursors, and functionalized either with BG or Sr-substituted BG particles onto surgical grade stainless steel. The coated implants were tested in vitro for corrosion resistance and bioactivity, and in vivo to analyze bone formation. The applied coating system provided an excellent protection to aggressive fluids, even after 30 days of immersion. The presence of hydroxyapatite is shown as a first evidence of bioactivity. The evaluation of in vivo tests in Wistar–Hokkaido rat femur 4 or 8 weeks after the implantation showed slight differences in the thickness of newly formed bone measured by ESEM, and remarkable changes in bone quality characterized with Raman microscopy. The in vivo response of the coatings containing Sr-substituted bioglass is better at early times of implantation as regards the bone morphology and quality making this functionalized coatings a very promising option for implant protection and bone regeneration.Fil: Omar, Sheila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Repp, Felix. Institut Max Planck fuer Bioanorganische Chemie; AlemaniaFil: Desimone, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Weinkamer, Richard. Institut Max Planck fuer Bioanorganische Chemie; AlemaniaFil: Wagermaier, Wolfgang. Institut Max Planck fuer Bioanorganische Chemie; AlemaniaFil: Ceré, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ballarre, Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin