Fabrican el material biocompatible más duro del mundo con titanio y oro

La búsqueda de nuevos materiales suele ser un reto, y no siempre da los resultados esperados. Sin embargo, el posible potencial de aplicación de un nuevo material es motivo más que suficiente para seguir investigando. Así lo ha creído un equipo de físicos de la Universidad de Rice en EEUU, que ha conseguido crear una nueva aleación hasta cuatro veces más resistente que el titanio.

El nuevo material, una aleación de oro y titanio bautizada como Ti3Au, es biocompatible y tendrá por tanto aplicaciones en la fabricación de implantes médicos más duraderos, ya que las habituales prótesis de rodilla y cadera que se emplean hoy en día suelen tener que ser reemplazados tras unos 10 años de uso debido al desgaste que sufren.

El titanio es un elemento indispensable en muchos campos de la ingeniería debido sus excelentes propiedades, como su ligereza, una alta resistencia a la corrosión y una gran resistencia mecánica. Además, se utiliza a menudo para la fabricación de prótesis e implantes, ya que es biocompatible y los huesos se pueden adherir fácilmente a él en un proceso que se conoce como osteointegración.

Sin embargo, el titanio por si solo no se puede utilizar en muchos dispositivos médicos, ya que no tiene la suficiente resistencia. El problema es que no todos los metales sirven para reforzar el titanio y sólo unos pocos elementos se pueden usar en las aleaciones. Hasta ahora, la aleación de titanio más empleada en el campo de la medicina era una que contiene aluminio y vanadio.

Según aseguran los creadores del nuevo material, “el Ti3Au exhibe altos valores de dureza -aproximadamente cuatro veces los de Titanio puro y la mayoría de aleaciones de acero-, un reducido coeficiente de fricción y desgaste, y es biocompatibile, rasgos óptimos para aplicaciones ortopédicas, dentales y prótesis”. Además, los científicos también destacan la capacidad de este nuevo compuesto para adherirse a piezas de cerámica, lo que puede reducir el peso y el costo de los componentes médicos.

El hallazgo, que ha sido publicado en la reviste 'Science Advances', fue realizado cuando el equipo trabajaba con imanes hechos de titanio y oro. Durante el trabajo de laboratorio, los científicos tenían que reducir a polvo distintas aleaciones, pero descubrieron que la Ti3Au era demasiado dura como para ser molida en unos morteros especiales con recubrimiento de diamante.

A partir de ahí, trataron de averiguar el por qué de la especial resistencia y dureza de esta nueva aleación en comparación con otras, también de titanio y oro, y concluyeron que quizás se podía atribuir a la densidad elevada de electrones de valencia o una longitud de enlace reducida. En cualquier caso, los investigadores insisten en que “la comprensión del origen de la dureza de este compuesto intermetálico proporcionará una nueva vía hacia el diseño de materiales biocompatibles de durabilidad superior”.