Nuestro proyecto busca desarrollar películas de titanio, aluminio, platino y nitrógeno que puedan aplicarse como recubrimientos para prótesis internas de rodillas, cadera y tobillos, con la finalidad de que dichos materiales mejoren la vida útil de las piezas finales y eviten el desprendimiento de agentes tóxicos dentro del organismo de los pacientes. Para poder llevar esta meta acabo, se parte de la hipótesis de que la inclusión de átomos de platino en una película de TiAlN mejora sus propiedades de resistencia a la corrosión y al desgaste en un medio húmedo, reduciendo ligeramente su dureza; con esto en mente, buscamos encontrar los parámetros experimentales de depósito (mediante la técnica de erosión catódica) que determinan las mejores propiedades tribológicas del material y controlarlas para que puedan ser reproducidas, desarrollándose un recubrimiento óptimo._x000D_ Para poder caracterizar las películas creadas se realizarán diferentes tipos de pruebas, como lo son los experimentos de bombardeo con iones producidos con acelerador de particulas ( RBS, NRA, PIXE siglas en ingles) hechos para determinar la composición atómica del recubrimiento, pruebas de micro – indentación para medir la micro – dureza compuesta del sustrato y el recubrimiento; también se harán análisis por difracción de rayos X para poder conocer la estructura cristalina interna del material y, pruebas de desgaste y tribocorrosión para medir su resistencia a estos fenómenos con distintas cargas aplicadas._x000D_ Para probar la hipótesis, nuestros experimentos contemplan un depósito por erosión catódica en la que el sustrato gire respecto a un eje y la aplicación de campos magnéticos desbalanceados, de modo que la incidencia de los iones de platino no sea uniforme en toda la superficie de la película y se forme un gradiente de la concentración de este elemento; el estudio de este fenómeno permitirá observar los cambios en la dureza compuesta como función de la concentración del platino (la cual suponemos lineal). La producción y el estudio de distintas series de muestras en las que los voltajes aplicados dentro del reactor para depósito, la calidad del vacío y otros factores sean variados para obtener diferentes calidades de películas resultará fundamental para conocer las condiciones experimentales óptimas que permitan garantizar un recubrimiento con las características deseadas._x000D_ Los resultados de todas las pruebas anteriores serán analizados de modo que se pueda diseñar un reactor para formar películas sobre prótesis con formas distintas y obtener las cualidades deseadas en todas sus superficies; este último paso permitirá escalar el sistema experimental a un tamaño industrial y nos dejará llevar los resultados de la investigación a pacientes reales._x000D_

Como se mencionó en los antecedentes, los biomateriales más usados en prótesis principalmente de cadera y rodilla, son fabricados en acero y otras aleaciones resistentes a la corrosión. Sin embargo en muchas ocasiones estas prótesis a largo plazo pueden producir daños al paciente debido al desprendimiento de moléculas, las cuales entran al torrente sanguíneo. _x000D_ El proyecto contempla el desarrollo y la caracterización de nuevos compuestos, diseñados para recubrir las prótesis, con el propósito de mantener la resistencia a la corrosión y al desgaste en un medio húmedo, debido a la interacción con los fluidos corporales y, además, evitar la liberación de contaminantes dentro del organismo. Se han realizado experimentos que consisten en añadir platino a empastes de nitruro de titanio colocados dentro de diferentes dientes; dichos estudios han mostrado que la inclusión del patino en la aleación reduce la presencia de huecos en la superficie del empaste, aumentando así la resistencia a la corrosión en medios altamente iónicos como la saliva._x000D_ Nuestra propuesta busca hacer uso de la información recabada de experiencias como la anterior para incluir los efectos resistentes del platino a las diferentes prótesis; varios de los participantes en este proyecto han trabajado en producir y caracterizar películas de TiAlNx, con métodos de erosión catódica, y recientemente a estas películas se les han depositado platino y se han realizado estudios para determinar el posible aumento a la resistencia a la corrosión en distintos fluidos similares a los del cuerpo humano, así como los cambios en la micro – dureza compuesta de la aleación total. _x000D_ Con estos conocimientos, nuestros experimentos buscan determinar las variables experimentales presentes dentro del depósito, por erosión catódica usando magnetrones, del recubrimiento en sustratos metálicos (tales como la concentración atómica relativa de los elementos presentes, la temperatura del sustrato la diferencia de potencial eléctrico entre el sustrato y los electrodos que contienen a los elementos que se van a depositar y la calidad del vacío en la cámara de depósito, entre otros) y observar cómo afectan estos las propiedades finales de todo el recubrimiento; esto nos permitirá optimizar el sistema de producción y lograr escalarlo a un nivel industrial._x000D_ Nuestra hipótesis, como ha sido mencionado, se centra en la idea de que la inclusión del platino, a diferentes concentraciones, dentro de la matriz del recubrimiento permite modificar las características tribológicas de toda la prótesis, por lo que buscamos determinar las concentraciones adecuadas de este elemento, para las diferentes condiciones y tipos de personas en las que se usarán. Por su parte, la metodología a emplearse (consistente en experimentos de depósito, caracterización tribológicos, de estructura y composición) harán que la industria, tanto del depósito por erosión catódica como de las prótesis internas, avance ya que buscamos desarrollar métodos variados y novedosos que permitan disminuir el costo total de los implementos desarrollados así como el reducir riesgos a los pacientes._x000D_ Entre los beneficios que aportará a la sociedad este proyecto, se encuentran la mejora en la calidad de vida de los usuarios de prótesis, ya que les permitirá desenvolverse en sus actividades cotidianas sin los malestares causados por la contaminación de su organismo, originada por recubrimientos dañinos; otra ventaja que tiene este método es que, para situaciones en las que se necesita una gran ligereza y durabilidad de las prótesis (como en el caso de las destinadas para las rodillas y los tobillos de atletas) la técnica a desarrollar también es aplicable a otros sustratos, como la fibra de carbono que aporta al objeto final, una gran resistencia a la deformación por tensión, una buena dureza (mejorando la dureza compuesta total) y una ligereza que no puede tenerse en elementos diseñados a base de acero. Por otro lado, en el área de la ciencia de materiales, la técnica que se espera se aplique en el depósito de nuestras películas (en donde se les somete a los sustratos a gradientes en la temperatura superficial y se les gira para producir cambios en la concentración de platino de una misma película) también puede ser usada en el depósito para objetos distintos a las prótesis, como herramientas de corte en las que se necesite la presencia de distintos grados de dureza en toda la superficie del utensilio._x000D_ Una vez que los resultados del proyecto sean obtenidos y los parámetros correctos de depósito sean verificados, buscamos llevar nuestro trabajo a una escala industrial, con el objetivo de poder elaborar prótesis que sean baratas en su producción y para su venta, y que permitan un uso más intenso y por más tiempo de las mismas, sin que se presenten complicaciones debido a ellas; otra de las ideas del proyecto busca superar los límites técnicos que existen para el incremento en el tamaño y la capacidad de nuestra cámara de depósito, una vez que esto haya sido vencido (límites que han sido superados en otros casos, de manera efectiva, por el laboratorio del CUCEI de la Universidad de Guadalajara) se espera proponer el dispositivo experimental resultante a empresas dedicadas a la manufactura de prótesis, presentes tanto n la Ciudad de Guadalajara como en el Distrito Federal._x000D_