Caratterizzazione e ottimizzazione di materiali medici avanzati: leghe ad alta entropia e microfibre di titanio.

In the biomedical field, there is a constant search for materials that allow for better performance of the manufactured goods, therefore, we have decided to investigate two different materials for two different approaches but with the same objective. Tests were conducted on various samples with different surface depositions of a high-entropy alloy immersed in saltwater to evaluate their resistance to corrosive phenomena using an electrochemical cell and a potentiostat, the results were then compared with those obtained by performing the same analyses on a sample of medical-grade stainless steel SS316L, additionally, we compared data obtained from analyses conducted using a microhardness tester to evaluate the mechanical properties. The same tests were also conducted on glass samples coated with a film composed of titanium microfibers with a vertical zigzag structure but this time immersed in Ringer Lactate solution, evaluating their resistance to corrosive phenomena. The study of these different samples has led to the achievement of good results, allowing us to say that some of the high-entropy alloy samples exhibit both mechanical and corrosion resistance properties superior to those of the SS316L sample, regarding the titanium microfiber film samples, excellent results were obtained regarding corrosion resistance, demonstrating that by controlling the inclination of the zigzag segments, this parameter can be controlled to obtain what is most suitable for our applications. From the results of both sets of samples, we can therefore consider conducting further tests to evaluate the possibility of applications such as prosthetic coatings, and in the case of high-entropy alloy samples, evaluating coatings to improve the wear resistance of medical equipment.

Nel settore biomedico vi è una costante ricerca di materiali che permettano migliori prestazioni dei manufatti da noi prodotti, abbiamo quindi pensato di ricercare due diversi materiali per due approcci differenti ma con lo stesso obiettivo. Sono stati condotti test su diversi campioni con differenti deposizioni superficiali di una lega ad alta entropia in immersione in acqua salata per valutarne la resistenza a fenomeni corrosivi tramite una cella elettrochimica ed un potenziostato, i risultati sono poi stati confrontati con quelli ottenuti svolgendo le stesse analisi su un campione di acciaio inossidabile di grado medico SS316L, inoltre, sono stati confrontati i dati ottenuti da analisi svolte tramite microdurometro per valutarne le proprietà meccaniche. Sono stati inoltre condotti gli stessi test su campioni in vetro ricoperti di un film composto di microfibre in titanio con struttura a verticale a zig-zag, questa volta però in immersione in soluzione di Ringer Lactato, valutando la proprietà di resistenza a fenomeni corrosivi. Lo studio di questi diversi campioni ha portato al raggiungimento di buoni risultati e a permetterci di dire che alcuni dei campioni di lega ad alta entropia presentino proprietà sia meccaniche che di resistenza a corrosione migliori rispetto a quelle del campione di SS316L, nel caso dei campioni di film in microfibre in titanio abbiamo ottimi risultati riguardo la resistenza a corrosione e la dimostrazione che controllando l’inclinazione dei tratti a zig-zag si può controllare tale parametro, in modo da ottenere ciò di più adatto per le nostre applicazioni. Dai risultati di entrambi i campioni possiamo pensare possano essere condotti ulteriori test per valutare la possibilità di applicazioni come rivestimenti protesici, e nel caso dei campioni in lega ad alta entropia la valutazione di coating per migliorare la resistenza ad usura di attrezzatura medica.