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Matériaux & Techniques
Volume 102, Number 1, 2014
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Article Number | 102 | |
Number of page(s) | 12 | |
Section | Biomatériaux / Biomaterials | |
DOI | https://doi.org/10.1051/mattech/2014005 | |
Published online | 24 March 2014 |
Electrochemical study of the influence of H2O2 on 316L stainless steel implants in Hank’s solution at body temperatures
Étude électrochimique de l’influence du H2O2 sur les implants en acier inoxydable 316L dans la solution de Hank à températures corporelles
1 Mechanical Engineering Department, Faculty of Technology University El Hadj Lakhdar, Rue chahid boukhlouf Batna, Algéria .
mnaoun@yahoo.fr
2 Department of Physics, Faculty of Sciences University El Hadj Lakhdar Batna, Algéria
3 Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement Pôle Sciences et Technologie, Avenue Michel Crépeau, 17042 La Rochelle Cedex 1, France
Received: 20 August 2013
Accepted: 13 February 2014
The stability of the oxide layer at the surface of stainless steel is very important to protect medical implants, knowing that chemical product like hydrogen peroxide can change its behaviour. When used medical implants go through various steps in which hydrogen peroxide is involved. Corrosion of 316L stainless steel implant in Hank’s solution at body temperatures was evaluated for different concentrations of hydrogen peroxide. Open circuit potential (OCP) and potentiodynamic tests were carried out. According to the results, when the concentration of H2O2 is increased, the potential becomes more positive but the passive layer formed at the surface of the implant remains unstable. Independently of hydrogen peroxide concentration, the corrosion potential shifts to more negative values proportionally to the increase of immersion times from 0 to 72 h. When immersions are superior to 72 h, in the presence of high hydrogen peroxide concentrations, the breakdown potential increase positively with the increase of the immersion time (ennoblement occurs). Rising Hank’s solution temperature containing H2O2 from 37 °C to 42 °C increased pitting corrosion of 316L SS implant. Micrographs taken after polarization, showed a particular layout of pits which may explain the stainless steel implants rupture and lead to the improvement of their elaboration.
Résumé
La stabilité de la couche passive des aciers inoxydables est très importante pour la protection des implants médicaux in vivo. Cette stabilité peut être influencée par la présence du peroxyde d’hydrogène secrété par l’organisme. Des concentrations plus élevées de peroxyde d’hydrogène, utilisées dans les opérations de stérilisation et d’irrigation, peuvent aussi altérer le comportement de la couche passive des implants. Le but de ce travail est d’étudier le comportement de la couche passive de l’acier inoxydable 316L, dans une solution physiologique contenant différentes concentrations de peroxyde d’hydrogène. Les tests de polarisation effectués dans la solution de Hank ont montré qu’en augmentant la concentration du peroxyde d’hydrogène, le potentiel de corrosion se déplace vers des valeurs plus positives tandis que la couche passive est de plus en plus instable. De même que indépendamment de la concentration du peroxyde d’hydrogène, pour des temps d’immersion inférieurs à 72 h dans le milieu physiologique, le potentiel de corrosion se déplace vers des valeurs plus négatives proportionnellement à la durée d’immersion. Pour des concentrations élevées de peroxyde d’hydrogène et des immersions supérieures à 72 h, les potentiels de rupture augmentent positivement (anoblissement). L’élévation de la température de 37 °C à 42 °C augmente la corrosion par piqûre de l’implant. Finalement, les micrographies prises après polarisation ont montré un alignement de piqûres qui explique la particularité de la rupture des implants et peut mener à l’amélioration de leur élaboration.
Key words: 316L / stainless steel / hydrogen Peroxide / Hank’s solution
© EDP Sciences, 2014
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