Elaborar plataformas de crecimiento de quitosano y evaluar la influencia del tipo de partículas adicionadas en las propiedades mecánicas

PRÁCTICA No 6 BIOMATERIALES

DOCENTE CLAUDIA PATRICIA OSSA OROZCO

PROGRAMA DE BIOINGENIERÍA - UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

PLATAFORMAS DE CRECIMIENTO.

Luis Fernando Enríquez Santacruz.

Lorena Arenas Rivillas.

Laura Correa Agudelo.

OBJETIVOS

Elaborar plataformas de crecimiento de quitosano y evaluar la influencia del tipo de partículas adicionadas en las propiedades mecánicas.

2. Grafique la curva esfuerzo – deformación del ensayo de compresión de las plataformas de quitosano. Determine a partir de la curva el valor de la resistencia a la compresión y de la elongación. Analice estos resultados a la luz de la literatura. ¿Cómo influyen las partículas cerámicas en la resistencia a la compresión? ¿Qué puede concluir respecto a la cantidad de partículas cerámicas usadas? ¿Cómo influye el tipo de partícula en la resistencia a la compresión?

A continuación se muestra el comportamiento de las muestras de quitosano con Hidroxiapatita (HA) y TiO2 ante el esfuerzo de compresión. Tanto de la figura 1 como de la figura 2 se obtienen los valores correspondientes a la resistencia a la compresión y la elongación que se genera cuando se somete la muestra a dicho esfuerzo. Es importante tener en cuenta las dimensiones iniciales de las probetas pues estos parámetros son esenciales para construir la curva de esfuerzo-deformación a partir de los datos entregados de carga-elongación.

Dimensiones probeta quitosano-TiO2:

• Diámetro: 31,03 mm.
• Espesor: 14,66 mm.

Dimensiones probeta quitosano-HA:

• Diámetro: 32,14 mm.
• Espesor: 21 mm.

Con las siguientes relaciones (ecuación 1 y 2) se transforma la información entregada para obtener las curvas de interés.

[pic 1]

donde:

= esfuerzo (N/m^2).                        =deformación (adimensional).                [pic 2][pic 3]

F= fuerza o carga (N).                        = acortamiento (m).[pic 4]

A= área transversal de la pieza (m^2)        l0 = longitud original (m)

PLATAFORMA QUITOSANO AL  70%  Y TiO2 AL 30%.

[pic 5]

Fig.1 Gráfica de esfuerzo vs deformación muestra quitosano al 70%  y TiO2 al 30%.

En la gráfica se observa el comportamiento de una plataforma de crecimiento de quitosano y óxido de titanio, sometida a un ensayo de compresión, la muestra logra la fractura antes de tener un comportamiento elástico,  y presentó una fractura frágil.

En este caso la máxima resistencia a la compresión coincide con el límite de fractura de la muestra, debido a que no se identifica ninguna zona de fluencia que indique el cambio entre la zona elástica y la zona plástica, de esta manera se tiene que:

• Máximo esfuerzo de compresión: Aproximadamente 400 *10^5 Pascales.
• Acortamiento en el esfuerzo de compresión:

Acortamiento = Deformación*longitud inicial.     Acortamiento= 0,74*14,66 mm= 10,84 mm

PLATAFORMA QUITOSANO AL  70% Y HA AL 30%.

[pic 6]

Fig.2 Gráfica de esfuerzo vs deformación muestra quitosano al 70%  e HA al 30%.

Igualmente, luego de realizar la prueba de compresión del material, se observa que la muestra nunca sobrepasó  a la zona elástica, es decir, se  fracturó antes de llegar a la zona plástica, lo que indica que dicha muestra presentó una fractura frágil, que puede deberse al componente cerámico, hidroxiapatita, que le otorga cierta fragilidad al material base que corresponde a un polímero, del cual no es propio este comportamiento.

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