Síntesis y caracterización de carburo de silicio para compósitos en biomedicina

Abstract

En la actualidad, existen numerosos estudios e investigaciones acerca de nuevos biomateriales con propiedades mejoradas y de producción económica, ya sea para implantes y portadores de drogas (medicamentos, antibióticos, etc.), es decir, materiales que pueden funcionar en sistemas biológicos siendo así biofuncionales. Los biomateriales son "cualquier tipo de sustancias (diferentes a medicamentos) o combinación de sustancias, de origen sintético o natural, los cuales pueden ser usados por determinado periodo de tiempo, como sustituto completo o parcial de un sistema el cual trata, aumenta o remplaza cualquier tejido, órgano o función del cuerpo de forma biocompatible". Los biomateriales han sido destinados para la fabricación de componentes, • piezas o aparatos y sistemas médicos con el objetivo de sustituir y restaurar tejidos vivos, debido a su gran demanda cuando se presentan deficiencias óseas a causa de traumas, tumores o desarrollos anormales. En cuanto a la permanencia y la forma de interacción que se establece con el organismo, los biomateriales se clasifican como de uso temporal o permanente y de colocación intra o extracorpórea. El carburo de silicio (SiC) poroso, es un cerámico que ha sido foco de investigación interesante en el campo de los biomateriales. Los materiales cerámicos a base del carburo de silicio poseen excelentes propiedades mecánicas y de resistencia a la oxidación, la corrosión, la temperatura y el desgaste que las hacen adecuadas para su empleo en aplicaciones de ingeniería avanzada, así como para el desarrollo de nuevos materiales con fines biomédicos. Cerámicos de SiC porosos son esenciales en una variedad industrial debido a su combinación única de propiedades tales como una resistencia mecánica excelente, buena resistencia química, alta conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión térmica, buena resistencia al desgaste, abrasión y alta resistencia al choque térmico. Estas propiedades no pueden ser alcanzadas de sus homólogos convencionales densos. Las cerámicas de SIC pueden ser porosas, por lo tanto un candidato ideal para filtros, soportes catalíticos, membranas de separación, aislantes acústicos y térmicos, materiales estructurales de alta temperatura, accesorios para hornos, conversión de energía termoeléctrica, y para reforzamiento en compasitos de biomateriales. En este proyecto se sintetizo carburo de silicio (SiC) mediante cuatro pasos; el primer paso fue la formulación de carbón activado por el método de activación química donde se utilizó sacarosa y como deshidratante ácido sulfúrico; y se activó en un horno a 300°C. El segundo paso fue el formular compasitos de C/Si02 mediante una solución de TEOS donde se inmergía el carbón activado por el tiempo de 2 días para su cristalización y así obtener este producto. El tercer paso fue tratar estos compasitos agregando magnesio como catalizador para reducir la temperatura de reacción, también llamada técnica magnesio-térmica. Se agregó magnesio en una relación molar estequiometria 2:1; para después introducir en un horno en atmosfera de argón y alcanzar producir SiC a 700°C. El cuarto y último paso fue para la purificación del producto final, mediante el lavado con una solución de ácidos fluorhídrico y nítrico. El carburo de silicio obtenido fue caracterizado por microscopio electrónico de barrido (SEM), espectroscopia de rayos-x de energía dispersiva (EDS) y difracción de rayos-x (DRX). Los resultados mostraron que si se produjo SiC con porosidad a nivel micrométrico como se observó en SEM y que la temperatura de producción de este producto si se obtuvo a los 700°C justificado en EDS y DRX.