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SOLUZIONE ISOTONICA, O FISIOLOGICA
Una soluzione acquosa di cloruro di sodio NaCl 0,9% permette di simulare la stessa pressione osmotica presente nei tessuti viventi. La fisiologica viene usata nelle flebo o per ripulire delle zone particolari in chirurgia. La sua concentrazione di ioni è simile a quella dei fluidi corporei di un essere umano. Gli ioni cloruri hanno un effetto negativo sull'ossido, dato che ne riducono la stabilità (sia nelle leghe di Titanio, sia nell'acciaio inox).
SOLUZIONI DI RINGER
Sono un'evoluzione della soluzione fisiologica, a cui si aggiungono diversi composti come il potassio e il calcio cloruri. In alcune di esse si aggiunge il bicarbonato. Lo scopo è sempre lo stesso: i cloruri riducono la stabilità dell'ossido.
Una volta che è stata scelta la soluzione più opportuna, che simula nel migliore dei modi il fluido biologico di interesse, è necessario scegliere le condizioni di prova.
le quali possono essere statiche, ovvero in assenza di altre sollecitazioni, spesso meccaniche, a simulare i carichi fisiologici; odinamiche, con applicazione di stress meccanici che simulano le condizioni fisiologiche di operabilità dell’impianto. In tal modo è possibile studiare l’effetto combinato sul provino del materiale di corrosione, sfregamento, fatica ed usura.→ Norme diverse stabiliscono dei protocolli diversi da applicare se si vuole studiare l’effetto combinato con la corrosione di uno degli altri fenomeni citati.
262.7.4. STUDIO DELLA CORROSIONE PER FATICA
Si utilizza una soluzione fisiologica (0,9% NaCl) a 37°C per simulare l’ambiente biologico. In essa viene immerso un campione a forma di disco del materiale da analizzare. Si applicano dei carichi meccanici ciclici che simulano quelli fisiologici. Si studia il comportamento a fatica congiunto alla corrosione del provino. Data la geometria del provino, i risultati vanno poi
trasferiti su di un impianto mediante correlazione di geometrie differenti. Al posto della fisiologica, la norma prevede l'utilizzo di una soluzione di Ringer, con cui, specifica, verranno ottenuti risultati differenti. Con tali soluzioni, d'altronde, non si considera l'effetto di altre specie biologiche che potrebbero influenzare la velocità di corrosione, come le proteine o gli enzimi, talvolta aventi un effetto inibitorio sul processo.
STUDIO DELLA CORROSIONE PER SFREGAMENTO (TRA VITE E PLACCA DI OSTEOSINTESI)
Si utilizza una soluzione fisiologica per simulare l'environment, a 37°C. È necessario applicare dei carichi adatti a riprodurre delle micro-oscillazioni tra le due componenti, in modo da poter osservare l'effetto della fretting corrosion. In tale sistema placca-vite è plausibile anche un fenomeno di corrosione in fessura, di cui bisogna tener conto.
Le normative sono vitali, dato che garantiscono l'uniformità.
dei trattamenti superficiali• Utilizzare rivestimenti protettivi Aggiungere dei particolari elementi di lega consiste nell'introdurre nella composizione del materiale sostanze che ne migliorano le proprietà di resistenza alla corrosione. Questo può avvenire durante la fase di produzione del materiale stesso. Effettuare trattamenti superficiali significa applicare specifiche tecniche per modificare la superficie del materiale al fine di renderla più resistente alla corrosione. Questi trattamenti possono includere processi come la passivazione, la carburazione o la nitrurazione. Utilizzare rivestimenti protettivi implica l'applicazione di uno strato di materiale che protegge la superficie del materiale sottostante dalla corrosione. Questi rivestimenti possono essere di diversi tipi, come vernici, smalti, zincature o galvanizzazioni. In conclusione, la scelta del metodo più adatto per combattere la corrosione dipende dal tipo di materiale, dalle condizioni ambientali e dall'applicazione specifica.dei rivestimenti funzionali.- Creare delle superfici bioinspirate
2.8.1. LEGHE RESISTENTI ALLA CORROSIONE
Si è già studiato come andando ad aggiungere il cromo è possibile favorire la formazione di ossido superficiale. Elementi come il Niobio, il Tantalio, lo Zirconio ed il Molibdeno aumentano la resistenza alla corrosione. In particolare, il Molibdeno, in presenza di cloruri, forma sali insolubili che non vanno in soluzione e quindi rallentano la corrosione. Una variazione ridotta di tali elementi di lega potrebbe portare a grandi variazioni delle proprietà di resistenza alle corrosioni.
Gli elementi di lega possono essere presenti anche solo in superficie, laddove servono. È possibile produrre un materiale in acciaio non inossidabile, ma modificato solo superficialmente con Nb, Ta, Mo, Zr o Cr.
La variazione delle proprietà superficiali di un materiale metallico al variare degli elementi di lega trova una grande applicazione soprattutto in campo dei rivestimenti funzionali.
dentale.Condizioni dell'environment rispetto a quelle che si avrebbero in casi fisiologici. Se ad esempio la corrosione è influenzata dal pH o dalla temperatura, si scelgono delle condizioni stringenti: un ambiente a pH acido spesso aumenta la velocità di corrosione. Si sceglie un pH molto basso per cui un'ora di immersione (ad esempio) equivale a 10 anni di impianto. È importante che la soluzione sia sempre "fresca". Per tale motivo viene cambiata spesso. Dai test è stato dimostrato che la nuova lega è molto più resistente alla corrosione rispetto alle altre, sebbene quest'ultime non hanno un comportamento pessimo.
LIMITAZIONI: Non va scordato che tutti i test in vitro hanno delle limitazioni, che lo stesso articolo riporta. Il test mostrato dall'articolo è stato usato per prevedere l'immersione a lungo termine in un ambiente aggressivo, come quello del cavo orale. Si sta trascurando l'effetto delle proteine.
la concentrazione variabile degli ioni F, le diverse condizioni di esposizione (a diverso pH), a seconda dell'alimentazione del paziente o della microflora del cavo orale. Inoltre, non hanno considerato l'effetto sistemico correlato alla corrosione, ovvero legato al rilascio di ioni metallici, il che può portare a citotossicità, una reazione infiammatoria od una risposta immunitaria (effetti allergici). Un solo medium non potrebbe essere abbastanza, potrebbe essere utile studiare l'effetto sulla corrosione di salive artificiali diverse. 2.8.2. RIVESTIMENTI FUNZIONALI Un coating è utile per proteggere il metallo dalla corrosione; questo può servire anche per prevenire il rilascio degli ioni metallici. Come detto, gli effetti più deleteri della corrosione sono legati al rilascio di ioni. Quella del coating è, dunque, una buonissima strategia, per questo duplice effetto positivo. Vi sono svariate tecniche di modifiche dellasuperficie:- Deposizione del rivestimento: il coating con un materiale estraneo è la soluzione più ovvia a cui si pensa. Si scelgono di solito dei coatings in idrossiapatite o calcio-fosfati;
- Sviluppo di uno strato di ossido di passivazione;
- Modifica superficiale con raggi ionici: vengono impiantati sulla superficie del metallo pochi ioni capaci di sviluppare uno strato protettivo di ossido;
- Metodi di texturizzazione e modifica della superficie. È possibile combinare l'effetto di alcuni di questi metodi, come nel caso della presenza di un rivestimento specifico e della capacità del metallo di sviluppare un ossido superficiale. Si crea dunque una doppia barriera. Un altro metodo è quello di sviluppare degli ossidi a due layer. Vi sono delle tecniche per produrre ossidi superficiali con degli spessori controllati.
292.8.3.
SUPERFICI BIOINSPIRATE
Alcune strutture presenti in natura hanno delle caratteristiche molto utili. Talvolta, è possibile usarle come fonte di ispirazione. Nel caso in questione, ci si ispira a tutte le superfici che in natura sono super idrofobiche: la goccia non bagna la superficie dato che riesce a mantenere la forma ondeggiante. Se si riuscisse a far avvenire la stessa cosa nel corpo umano con gli impianti, mancando un contatto diretto con l'acqua sarebbe possibile prevenire la corrosione. Tale aspetto non previene d'altronde l'ossidazione.
LOTUS EFFECT
Ci si ispira alla foglia di loto, la quale ha la capacità di autopulirsi. La goccia d'acqua rotola sulla superficie sporca di terra della foglia, per poi rotolare via ed autopulire la foglia.
Se si analizza al SEM la foglia di loto a livello micrometrico, si osserva che questa ha una particolare struttura con dei piccoli pilastri, sucui vi sono delle strutture a livello nanometrico. La s
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