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Protesi in materiale nanocompositi può durare più di 150 anni

Protesi del corpo attuale non durano più di 10-15 anni. Trascorso questo tempo, l'operazione deve essere ripetuta per cambiare protesi. Di solito è problematico, in quanto, in generale, sono le persone anziane che utilizzano la procedura. Ricercatore Nere Garmendia, con sede nella città basca di Donostia-San Sebasti-n, ha appena pubblicato il suo dottorato di ricerca, una tesi che potrebbe significare il primo passo per risolvere questo problema. Secondo Garmendia, utilizzando un materiale di ceramica chiamato zirconia (Zr02), nanotubi di carbonio e nanoparticelle di ossido di zirconio, una protesi che durerà più di 150 anni può essere prodotta.

La tesi di dottorato è intitolato lo sviluppo di un materiale nuovo nanocompositi in zirconio con nanotubi di carbonio rivestiti, per applicazioni ortopediche. Garmendia voluto mostrare che l'invecchiamento e screpolatura della protesi potrebbero essere evitati. Per cominciare, i nanotubi di carbonio sono stati aggiunti alla matrice zirconia - una tecnica che rafforza notevolmente la sua resistenza. Con questo materiale composito come una ricerca di base è stato avviato.

Il ricercatore ha rafforzato il legame tra la matrice e la zirconia nanotubi, con l'intenzione di migliorare il trasferimento / distribuzione dei carichi. I nanotubi sono stati rivestiti con nanoparticelle di ossido di zirconio e, per questo da effettuare, le nanoparticelle sono stati riscaldati oltre il loro punto di ebollizione (synhtesis idrotermali). Questo rivestimento ha funzionato come un ponte tra la matrice e la zirconia nanotubi.

Garmendia ha spiegato nella sua tesi che il lavoro su scala nanometrica è proprio la chiave per il raggiungimento di lunga durata protesi. In un esperimento precedente con zirconi micrometrica si è concluso che questo materiale finirebbe notevolmente invecchiato dopo 12 anni. Tuttavia, come è stato sottolineato, oltre alla matrice di ossido di zirconio, l'aggiunta di nanotubi di carbonio e le nanoparticelle di ossido di zirconio loro rivestimento, il materiale non per età, anche dopo 150 anni.

La densità massima possibile

Con il rivestimento nanotubi, Garmendia studiato la capacità di spostamento e dispersione del composito ottenuto dal processo precedente, e anche cercato il suo punto adatto di densità. Sulla base di questo e aiutati da intonaco, ha conseguito i primi pezzi compatti.

Successivamente, Garmendia specificato il numero di nanotubi rivestiti ogni pezzo doveva avere per ottenere la densità ottimale, alla fine del processo. Secondo il ricercatore, l'aggiunta di nanoparticelle di ossido di zirconio alla nanotubi facilita la dispersione del materiale e riduce la sua viscosità, oltre a contribuire ad aumentare la sua densità per la fase successiva e ultima: la fase synterisation. Synterisation è un processo, utilizzato in particolare nella ceramica, al fine di trasformare il materiale in polvere ad un solido compatto. Non solo la quantità è utile per raggiungere questo obiettivo la massima densità possibile e, quindi, prima di synterisation, deve essere deciso quanti nanotubi vengono introdotti e, naturalmente, synterisation deve essere successivamente eseguite correttamente.

Come Garmendia calcolato, se l'intenzione è quella di ottenere la massima densità possibile (98%), al fine di avviare la composizione, 1% del suo volume deve essere di nanotubi rivestiti. Infine, il materiale deve essere synterised in argon per un'ora a 1.300 gradi, non più né meno.

Fonte: Elhuyar Fundazioa