Fabricación de andamios c/sic a partir de sacarosa y sílice, con resistencia mecánica y propiedades estructurales comparables con las del hueso trabecular

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dc.contributor.advisorGüiza Argüello, Viviana Raquel
dc.contributor.advisorCórdoba Tuta, Elcy María
dc.contributor.authorBayona Becerra, Mayra Alejandra
dc.date.accessioned2024-03-04T00:57:19Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:57:19Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractLos andamios o scaffolds (por su nombre en inglés) son biomateriales cuya función principal es promover y mantener la regeneración de un tejido particular, con el fin de corregir un defecto causado por enfermedad o lesión. Idealmente, los andamios deberían proporcionar una plataforma tridimensional que posea propiedades morfológicas, mecánicas y bioquímicas apropiadas para apoyar el crecimiento normal de nuevo tejido. Los materiales porosos de carburo de silicio (SiC) han llamado la atención para aplicaciones biomédicas, debido a su hemocompatibilidad, así como su resistencia química y mecánica. Comúnmente, las espumas de SiC se fabrican a partir de polisiloxano, polvos de SiC y resinas fenólicas, las cuales pueden ser costosas o altamente tóxicas para el medio ambiente. El presente trabajo de investigación apuntó al desarrollo de un método de bajo costo para la fabricación de andamios C/SiC altamente porosos, a partir de la técnica de réplica en plantilla, utilizando espumas poliméricas comerciales como plantillas de sacrificio. Se usó una resina de sacarosa como precursor de carbono, la cual fue combinada con sílice o un polímero precerámico de Si, los cuales actuaron como precursores de este elemento. Las plantillas poliméricas se impregnaron con la resina final precursora, seguido de un tratamiento térmico bajo atmósfera inerte. Se evaluaron varios parámetros de síntesis, como la composición de la resina precursora, el tratamiento térmico y la porosidad de la plantilla de sacrificio, en términos de su efecto sobre la morfología, composición y resistencia mecánica de los andamios C/SiC resultantes. Estos andamios sintetizados exhibieron una estructura altamente porosa e interconectada, que contenía hasta un 90 % de SiC, con una resistencia mecánica a la compresión entre 0,01-0,03 MPa. La metodología empleada aquí permitió la fabricación de andamios cerámicos con una concentración variada de SiC, al tiempo que se utilizaron fuentes renovables de bajo costo como el azúcar de mesa, proporcionando además una alternativa de reciclaje para espumas poliméricas comerciales.
dc.description.abstractenglishScaffolds are biomaterials whose main function is to promote and maintain the regeneration of a particular tissue, in order to correct a defect caused by disease or injury. Ideally, scaffolds should provide a three-dimensional platform that possesses appropriate morphological, mechanical, and biochemical properties to support the normal growth of new tissue. Porous silicon carbide (SiC) materials have attracted attention for biomedical applications, due to their hemocompatibility, as well as their chemical and mechanical resistance. Commonly, SiC foams are made from polysiloxane, SiC powders, and phenolic resins, which can be expensive or highly toxic to the environment. The present research work aimed at the development of a low-cost method for the manufacture of highly porous SiC foams, using the template replica technique, using commercial polymeric sponges as sacrificial templates. A sucrose resin was used as the carbon precursor, which was combined with silica or a preceramic Si polymer, which acted as precursors of this element. The polymeric templates were impregnated with the final precursor resin, followed by heat treatment under an inert atmosphere. Various synthesis parameters, such as the composition of the precursor resin, heat treatment, and porosity of the sacrificial template, were evaluated in terms of their effect on the morphology, composition, and mechanical strength of the resulting C/SiC foams. These synthesized foams exhibited a highly porous and interconnected structure, containing up to 90 % SiC, with a resistance to mechanical compression between 0.01-0.03 MPa. The methodology used here allowed the manufacture of ceramic foams with a varied concentration of SiC, while using low-cost renewable sources such as table sugar, also providing a recycling alternative for commercial polymeric sponges.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Materiales
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40879
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Materiales
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectCarburo de silicio
dc.subjectEspumas cerámicas
dc.subjectRéplica en plantilla polimérica.
dc.subject.keywordPolymer replica technique
dc.subject.keywordPorous ceramics
dc.subject.keywordSilicon carbide.
dc.titleFabricación de andamios c/sic a partir de sacarosa y sílice, con resistencia mecánica y propiedades estructurales comparables con las del hueso trabecular
dc.title.englishFabrication of C/SiC Scaffolds from Sucrose and Silica, with Mechanical Resistance and Structural Properties Comparable to those of Trabecular Bone*
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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