ABSTRACT Due to their biocompatibility, biodegradability and mechanical characteristics similar to those of human bone, Mg alloys are a promising alternative as materials for the fabrication of temporary implants. However, its high rate of degradation in a physiological environment prevents their use in these applications. In order to increase the corrosion resistance of the Mg AZ91D alloy in a simulated physiological environment, double cerium and modified epoxy coatings were generated. As a first step, polypyrrole (PPy) modified with silver nanoparticles was chemically synthesized from pyrrole (Py), AgNO3 and Ce(SO4)2. Two sizes of nanoparticles were synthesized by varying the concentration of AgNO3 used for the synthesis of the powders. It was verified that the compounds have bactericidal properties against the Gram negative Escherichia coli (E. coli). From these results, a duplex coating was formed onto the AZ91D Mg alloy and then it was modified with the synthesized powders. The coating consisted of an inner cerium-based film and an epoxy film on top, 1 wt.% of the bactericidal composites was added to the resin before its application. Electrochemical analysis as anodic polarization, Tafel polarization curves, variation of the open circuit potential (OCP) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) verified that the modified coatings were able to protect the alloy against corrosion in simulated physiological solution. The attained protection degree is attributed to the anticorrosive properties of both films and to the presence of polypyrrole (PPy) in the composite, which contributes to maintain the alloy in the passive state. At the same time, the addition of the composite confers antibacterial properties to the coating, which were evaluated through the Kirby-Bauer technique against bacteria E. coli.
RESUMEN Debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad y características mecánicas similares a las del hueso humano, las aleaciones de Mg constituyen una alternativa prometedora como materiales para la fabricación de implantes temporales. Sin embargo, su alta velocidad de degradación en ambiente fisiológico es un impedimento para estas aplicaciones. Con la finalidad de incrementar la resistencia a la corrosión de la aleación de Mg AZ91D en ambiente fisiológico simulado, se generaron recubrimientos dobles de cerio y epoxi modificados. Como primer paso se sintetizó químicamente polipirrol (PPy) modificado con nanopartículas de plata a partir de pirrol (Py), AgNO3 y Ce(SO4)2. Se sintetizaron dos tamaños de nanopartículas variando la concentración de AgNO3 empleada para la síntesis de los polvos. Se verificó que los compuestos tienen propiedades bactericidas contra la bacteria Gram negativa Escherichia cole (E. cori). A partir de estos resultados, se formó un recubrimiento doble sobre la aleación y éste fue modificado con los polvos sintetizados. El recubrimiento consistió en una primera película base cerio y una segunda película epoxi, a la cual se le adicionó un 1% p/p de los compuestos bactericidas. Análisis electroquímicos como polarizaciones anódicas, curvas de polarización de Tafo, variación del potencial de circuito abierto (PCA) y espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) verificaron que los recubrimientos modificados fueron capaces de proteger al sustrato contra la corrosión en solución fisiológica simulada. A su vez, la adición del compuesto de PPy y plata confiere propiedades antibacteriales al recubrimiento, las cuales fueron evaluadas mediante la técnica de Kirby-Bauer contra la bacteria E. coli.
