En evaluación in vivo de implantes óseos de magnesio de alta resistencia y control de corrosión
Autores: Ibrahim, Hamdy; Billings, Caroline; Abdalla, Moataz; Korra, Ahmed; Anderson, David Edger
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
En evaluación in vivo de implantes óseos de magnesio de alta resistencia y control de corrosión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Biodegradable
Magnesio
Aleación
Corrosión
Biocompatibilidad
Implantes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La naturaleza biodegradable del magnesio en medios acuosos lo convierte en un material atractivo para diversas aplicaciones biomédicas cuando no se recomienda que el material permanezca permanentemente en el cuerpo. Algunos de los principales desafíos que obstaculizan el uso del magnesio para la reparación de fracturas óseas son su limitada resistencia mecánica y sus altas tasas de corrosión. Con este fin, desarrollamos una nueva aleación a base de Mg-Zn-Ca-Mn y métodos de post-fabricación que pueden proporcionar materiales de implante de alta resistencia y controlados por corrosión para abordar estos desafíos. Este estudio se centra en evaluar la corrosión in vitro y la biocompatibilidad in vivo de la aleación a base de magnesio desarrollada y los procesos de post-fabricación. El proceso de tratamiento térmico desarrollado resultó en un aumento en la microdureza de 71.9 +/- 5.4 HV para la aleación de Mg fundido a hasta 98.1 +/- 6.5 HV para la aleación de Mg tratada térmicamente, y el recubrimiento cerámico resultó en una reducción significativa en la tasa de corrosión de 10.37 mm/año para la aleación sin recubrimiento a 0.03 mm/año después del recubrimiento. Las evaluaciones in vivo mostraron niveles positivos de biocompatibilidad en términos de tasas de degradación e integración de los implantes en un modelo de conejo. En los estudios con conejos, los implantes se integraron en el defecto óseo y mostraron evidencia mínima de una respuesta inmune. Los resultados de este estudio muestran que es posible producir implantes a base de Mg biocompatibles con propiedades más fuertes y controladas por corrosión basadas en la aleación a base de Mg-Zn-Ca-Mn desarrollada y los métodos de post-fabricación.
Descripción
La naturaleza biodegradable del magnesio en medios acuosos lo convierte en un material atractivo para diversas aplicaciones biomédicas cuando no se recomienda que el material permanezca permanentemente en el cuerpo. Algunos de los principales desafíos que obstaculizan el uso del magnesio para la reparación de fracturas óseas son su limitada resistencia mecánica y sus altas tasas de corrosión. Con este fin, desarrollamos una nueva aleación a base de Mg-Zn-Ca-Mn y métodos de post-fabricación que pueden proporcionar materiales de implante de alta resistencia y controlados por corrosión para abordar estos desafíos. Este estudio se centra en evaluar la corrosión in vitro y la biocompatibilidad in vivo de la aleación a base de magnesio desarrollada y los procesos de post-fabricación. El proceso de tratamiento térmico desarrollado resultó en un aumento en la microdureza de 71.9 +/- 5.4 HV para la aleación de Mg fundido a hasta 98.1 +/- 6.5 HV para la aleación de Mg tratada térmicamente, y el recubrimiento cerámico resultó en una reducción significativa en la tasa de corrosión de 10.37 mm/año para la aleación sin recubrimiento a 0.03 mm/año después del recubrimiento. Las evaluaciones in vivo mostraron niveles positivos de biocompatibilidad en términos de tasas de degradación e integración de los implantes en un modelo de conejo. En los estudios con conejos, los implantes se integraron en el defecto óseo y mostraron evidencia mínima de una respuesta inmune. Los resultados de este estudio muestran que es posible producir implantes a base de Mg biocompatibles con propiedades más fuertes y controladas por corrosión basadas en la aleación a base de Mg-Zn-Ca-Mn desarrollada y los métodos de post-fabricación.