Caracterización y evaluación de biocompatibilidad de nanocompuestos de magnesio de nitruro de boro para aplicaciones ortopédicas
Autores: Jia, Mary S.; Hash, Shelby; Reynoso, Wendy; Elsaadany, Mostafa; Ibrahim, Hamdy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Caracterización y evaluación de biocompatibilidad de nanocompuestos de magnesio de nitruro de boro para aplicaciones ortopédicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Magnesio
Biodegradable
Nanopartículas
Resistencia mecánica
Resistencia a la corrosión
Biocompatibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
El magnesio (Mg) ha sido estudiado intensamente como un material alternativo prometedor a las aleaciones metálicas inertes para dispositivos de fijación ortopédica debido a su naturaleza biodegradable en el cuerpo y su favorable biocompatibilidad. Sin embargo, la baja resistencia mecánica y la rápida corrosión del Mg en entornos fisiológicos representan los principales desafíos para el desarrollo de dispositivos basados en Mg para aplicaciones ortopédicas. Una posible solución a estas limitaciones es la incorporación de un pequeño contenido de nanopartículas biocompatibles en la matriz de Mg para aumentar la resistencia y posiblemente la resistencia a la corrosión de los nanocompuestos resultantes. En este trabajo, se investigó el efecto de añadir nanopartículas de nitruro de boro (BN) (0,5 y 1,5 vol.%) en las propiedades mecánicas, el comportamiento de corrosión y la biocompatibilidad de los nanocompuestos basados en Mg. Las propiedades de los nanocompuestos fabricados utilizando métodos de metalurgia de polvos se evaluaron mediante análisis de microestructura, microdureza, pruebas de compresión, corrosión in vitro, ángulo de contacto y pruebas de citotoxicidad. Se detectó un aumento significativo en la microdureza, la resistencia y las tasas de corrosión de los nanocompuestos de Mg-BN en comparación con las de Mg puro (0% BN). Se detectaron y se identificaron productos de corrosión cristalinos en la superficie post-corrosión a través de SEM, EDX y XRD. Las evaluaciones de biocompatibilidad mostraron que la incorporación de nanopartículas de BN no tuvo un impacto significativo en la citotoxicidad de Mg y las muestras fueron hidrofílicas según los resultados del ángulo de contacto. Estos resultados confirman que la adición de nanopartículas de BN a la matriz de Mg puede aumentar la resistencia y la resistencia a la corrosión sin influir en la citotoxicidad in vitro. Se necesita una investigación adicional sobre el comportamiento químico de los nanocompuestos en entornos fisiológicos para determinar el impacto potencial de los productos corrosivos. También son necesarios tratamientos de superficie y métodos de formulación que aumenten la viabilidad de estos materiales in vivo.
Descripción
El magnesio (Mg) ha sido estudiado intensamente como un material alternativo prometedor a las aleaciones metálicas inertes para dispositivos de fijación ortopédica debido a su naturaleza biodegradable en el cuerpo y su favorable biocompatibilidad. Sin embargo, la baja resistencia mecánica y la rápida corrosión del Mg en entornos fisiológicos representan los principales desafíos para el desarrollo de dispositivos basados en Mg para aplicaciones ortopédicas. Una posible solución a estas limitaciones es la incorporación de un pequeño contenido de nanopartículas biocompatibles en la matriz de Mg para aumentar la resistencia y posiblemente la resistencia a la corrosión de los nanocompuestos resultantes. En este trabajo, se investigó el efecto de añadir nanopartículas de nitruro de boro (BN) (0,5 y 1,5 vol.%) en las propiedades mecánicas, el comportamiento de corrosión y la biocompatibilidad de los nanocompuestos basados en Mg. Las propiedades de los nanocompuestos fabricados utilizando métodos de metalurgia de polvos se evaluaron mediante análisis de microestructura, microdureza, pruebas de compresión, corrosión in vitro, ángulo de contacto y pruebas de citotoxicidad. Se detectó un aumento significativo en la microdureza, la resistencia y las tasas de corrosión de los nanocompuestos de Mg-BN en comparación con las de Mg puro (0% BN). Se detectaron y se identificaron productos de corrosión cristalinos en la superficie post-corrosión a través de SEM, EDX y XRD. Las evaluaciones de biocompatibilidad mostraron que la incorporación de nanopartículas de BN no tuvo un impacto significativo en la citotoxicidad de Mg y las muestras fueron hidrofílicas según los resultados del ángulo de contacto. Estos resultados confirman que la adición de nanopartículas de BN a la matriz de Mg puede aumentar la resistencia y la resistencia a la corrosión sin influir en la citotoxicidad in vitro. Se necesita una investigación adicional sobre el comportamiento químico de los nanocompuestos en entornos fisiológicos para determinar el impacto potencial de los productos corrosivos. También son necesarios tratamientos de superficie y métodos de formulación que aumenten la viabilidad de estos materiales in vivo.