Corrosión y liberación de iones en los estilotes biomédicos de acero inoxidable 304

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería biomédica
• Ciencia de la corrosión

Sus antecedentes:

• Los stylts son dispositivos médicos invasivos cruciales fabricados en acero inoxidable, utilizados en varias especialidades médicas para la guía precisa de los instrumentos.
• La integridad de estos dispositivos es primordial, por lo que es necesario comprender su susceptibilidad a la corrosión durante la fabricación y el uso.
• El acero inoxidable austenítico 304L se usa comúnmente para los estilos J debido a sus propiedades mecánicas, pero su comportamiento de corrosión requiere una evaluación exhaustiva.

Objetivo del estudio:

• Para evaluar la sensibilidad a la corrosión del acero inoxidable 304L, un material clave en la fabricación de estilos J, a través de diferentes tipos de corrosión: uniforme, con hoyos, en grietas y intergranulares.
• Analizar los riesgos de sensibilización a la corrosión y los efectos de degradación acumulados a lo largo del proceso de fabricación del estilete J.
• Determinar la temperatura óptima de tratamiento térmico para el acero 304L para minimizar la sensibilidad a la corrosión intergranular y la posterior liberación de cationes metálicos.

Principales métodos:

• La corrosión uniforme se evaluó utilizando curvas de polarización potencial y análisis coulométrico en muestras de ocho etapas de fabricación sumergidas en plasma artificial.
• La sensibilidad a la corrosión intergranular se evaluó mediante pruebas químicas (ASTM A262) y pruebas de reactivación potencial electroquímica (EPR) en muestras sometidas a diversos tratamientos térmicos.
• La liberación de iones metálicos se cuantificó utilizando sudor artificial (EN 1811) y simulación de plasma óseo en muestras tratadas térmicamente.

Principales resultados:

• Las curvas de polarización indicaron perturbaciones de corrosión significativas durante las etapas de tratamiento térmico, con valores altos de μC/cm2 en comparación con otras etapas de fabricación.
• Las pruebas de reactivación potenciokinética electroquímica (EPR) identificaron 500 °C como una temperatura de tratamiento térmico óptima para mitigar la sensibilización a la corrosión intergranular en el acero 304L.
• La liberación de cationes metálicos en el sudor artificial fue baja, con valores de Fe, Cr y Ni del orden de unos pocos μg/cm2/semana.

Conclusiones:

• El proceso de fabricación de J-stylets puede introducir condiciones que sensibilizan el acero inoxidable 304L a la corrosión, especialmente durante las etapas de tratamiento térmico.
• Una temperatura de tratamiento térmico de 500 °C es efectiva para minimizar la corrosión intergranular y reducir el potencial de liberación de iones metálicos dañinos del acero 304L.
• El estudio proporciona datos críticos para optimizar la fabricación de estilos J para garantizar la integridad del material y la seguridad del paciente mediante el control de los riesgos de corrosión.