Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ăn mòn in vitro của các tấm ZEK100 trong dung dịch muối cân bằng Hank
Tóm tắt
Trong những năm gần đây, các hợp kim magie đã được nghiên cứu một cách sâu rộng như là những vật liệu có khả năng hấp thụ lại với các đặc tính cơ học và tính chống ăn mòn thích hợp. Đặc biệt trong nghiên cứu về chỉnh hình, magie được quan tâm vì các đặc tính cơ học của nó gần với xương tự nhiên, cũng như khả năng ngăn ngừa cả hiện tượng che chắn căng thẳng và việc tháo bỏ ghép sau phẫu thuật. Các tấm ZEK100 đã được khảo sát trong nghiên cứu in vitro này với dung dịch muối cân bằng Hank trong điều kiện sinh lý với một tốc độ dòng chảy laminar không đổi. Sau 14, 28, và 42 ngày ngâm, các tấm ZEK100 đã được thử nghiệm cơ học qua thí nghiệm bẻ bốn điểm. Bề mặt của các mẫu đã ngâm được phân tích qua SEM, EDX và XRD. Thí nghiệm bẻ bốn điểm cho thấy độ bền uốn tăng lên sau 6 tuần ngâm so với nhóm 2 tuần và nhóm 4 tuần. Phân tích bề mặt cho thấy sự hiện diện của một lượng lớn O, P và Ca trên bề mặt và hàm lượng Mg rất thấp. Điều này chỉ ra sự kết tủa của các phosphat canxi với độ hòa tan thấp trên bề mặt các tấm ZEK100. Kết quả của nghiên cứu in vitro hiện tại cho thấy ZEK100 là một ứng viên tiềm năng cho các ghép chỉnh hình có khả năng phân hủy. Cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu thêm để khảo sát hành vi phân hủy.
Từ khóa
#hợp kim magie #ZEK100 #dung dịch muối cân bằng Hank #nghiên cứu in vitro #ghép chỉnh hình #ăn mònTài liệu tham khảo
Bartonicek J: Early history of operative treatment of fractures. Arch Orthop Trauma Surg 2010, 130: 1385–1396. 10.1007/s00402-010-1082-7
Brand RA: Sir William Arbuthnot Lane, 1856–1943. Clin Orthop Relat Res 2009, 467: 1939–1943. 10.1007/s11999-009-0861-3
Witte F: The history of biodegradable magnesium implants: a review. Acta Biomater 2010, 6: 1680–1692. 10.1016/j.actbio.2010.02.028
Van Der Elst M, Patka P, van der Werken C: Biodegradable implants in fracture fixation: state of the art. Unfallchirurg 2000, 103: 178–182. 10.1007/s001130050519
Bach F-W, Rodman M, Rossberg A, Behrens B-A, Kurzare G: Macroscopic damage by the formation of shear bands during rolling and deep drawing of magnesium sheets. J Min Met Mat Soc 2005, 57: 57–61.
Hartwig A: Role of magnesium in genomic stability. Mutat Res 2001, 475: 113–121. 10.1016/S0027-5107(01)00074-4
Witte F, Hort N, Vogt C, Cohen S, Kainer KU, Willumeit R, et al.: Degradable biomaterials based on magnesium corrosion. Current Opinion in Solid State and Material Science 2008, 12: 63–72. 10.1016/j.cossms.2009.04.001
Tapiero H, Tew KD: Trace elements in human physiology and pathology: zinc and metallothioneins. Biomed Pharmacother 2003, 57: 399–411. 10.1016/S0753-3322(03)00081-7
Gu X, Zheng Y, Cheng Y, Zhong S, Xi T: In vitro corrosion and biocompatibility of binary magnesium alloys. Biomaterials 2009, 30: 484–498. 10.1016/j.biomaterials.2008.10.021
Feyerabend F, Fischer J, Holtz J, Witte F, Willumeit R, Drucker H, et al.: Evaluation of short-term effects of rare earth and other elements used in magnesium alloys on primary cells and cell lines. Acta Biomater 2010, 6: 1834–1842. 10.1016/j.actbio.2009.09.024
Hanzi AC, Gerber I, Schinhammer M, Loffler JF, Uggowitzer PJ: On the in vitro and in vivo degradation performance and biological response of new biodegradable Mg-Y-Zn alloys. Acta Biomater 2010, 6: 1824–1833. 10.1016/j.actbio.2009.10.008
Castellani C, Lindtner RA, Hausbrandt P, Tschegg E, Stanzl-Tschegg SE, Zanoni G, et al.: Bone-implant interface strength and osseointegration: Biodegradable magnesium alloy versus standard titanium control. Acta Biomater 2011, 7: 432–440. 10.1016/j.actbio.2010.08.020
Reifenrath J, Krause A, Bormann D, von Rechenberg B, Windhagen H, Meyer-Lindenberg A: Profound differences in the in-vivo-degradation and biocompatibility of two very similar rare-earth containing Mg-alloys in a rabbit model. Mat -wiss u Werkstofftech 2010, 41: 1054–1061. 10.1002/mawe.201000709
Thomann M, Krause C, Bormann D, von der Höh N, Windhagen H, Meyer-Lindenberg A: Comparision of the resorbable magnesium alloys LAE442 and MgCa0.8 concerning their mechanical properties, their progress of degradation and the bone-implant-contact after 12 months implantation duration in a rabbit model. Mat -wiss u Werkstofftech 2009, 40: 82–87. 10.1002/mawe.200800412
Witte F, Kaese V, Haferkamp H, Switzer E, Meyer-Lindenberg A, Wirth CJ, et al.: In vivo corrosion of four magnesium alloys and the associated bone response. Biomaterials 2005, 26: 3557–3563. 10.1016/j.biomaterials.2004.09.049
Witte F, Abeln I, Switzer E, Kaese V, Meyer-Lindenberg A, Windhagen H: Evaluation of the skin sensitizing potential of biodegradable magnesium alloys. J Biomed Mater Res A 2008, 86: 1041–1047.
Huehnerschulte TA, Angrisani N, Rittershaus D, Bormann D, Windhagen H, Meyer-Lindenberg A: In vivo corrosion of two novel magnesium alloys ZEK100 and AX30 and their mechanical suitability as biodegradable implants. Materials 2011, 4: 1144–1167. 10.3390/ma4061144
Yang L, Zhang E: Biocorrosion behavior of magnesium alloy in different simulated fluids for biomedical application. Mater Sci Eng C 2009, 29: 1691–1696. 10.1016/j.msec.2009.01.014
Song Y, Shan D, Chen R, Zhang F, Han E-H: Biodegradable behaviors of AZ31 magnesium alloy in simulated body fluid. Mater Sci Eng C 2009, 29: 1039–1045. 10.1016/j.msec.2008.08.026
Li Z, Gu X, Lou S, Zheng Y: The development of binary Mg-Ca alloys for use as biodegradable materials within bone. Biomaterials 2008, 29: 1329–1344. 10.1016/j.biomaterials.2007.12.021
Zhang S, Li J, Song Y, Zhao C, Zhang X, Xie C, et al.: In vitro degradation, hemolysis and MC3T3-E1 cell adhesion of biodegradable Mg-Zn alloy. Mater Sci Eng C 2009, 29: 1907–1912. 10.1016/j.msec.2009.03.001
Song G, Song S: A possible biodegradable magnesium implant material. Adv Eng Mater 2007, 9: 298–302. 10.1002/adem.200600252
Song GL, Atrens A: Corrosion mechanisms of magnesium alloys. Adv Eng Mater 1999, 1: 11–33. 10.1002/(SICI)1527-2648(199909)1:1<11::AID-ADEM11>3.0.CO;2-N
Xin Y, Hu T, Chu PK: In vitro studies of biomedical magnesium alloys in a simulated physiological environment: a review. Acta Biomater 2011, 7: 1452–1459. 10.1016/j.actbio.2010.12.004
Wang H, Shi Z: In vitro biodegradation behavior of magnesium and magnesium alloy. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2011, 98B: 203–209. 10.1002/jbm.b.31769
Zhang S, Zhang X, Zhao C, Li J, Song Y, Xie C, et al.: Research on an Mg-Zn alloy as a degradable biomaterial. Acta Biomater 2010, 6: 626–640. 10.1016/j.actbio.2009.06.028
Wang HX, Guan SK, Wang X, Ren CX, Wang LG: In vitro degradation and mechanical integrity of Mg-Zn-Ca alloy coated with Ca-deficient hydroxyapatite by the pulse electrodeposition process. Acta Biomater 2010, 6: 1743–1748. 10.1016/j.actbio.2009.12.009
Budiraharjo R, Neoh KG, Kang ET: Hydroxyapatite-coated carboxymethyl chitosan scaffolds for promoting osteoblast and stem cell differentiation. J Colloid Interface Sci 2011, 366: 224–232.
Rettig R, Virtanen S: Composition of corrosion layers on a magnesium rare-earth alloy in simulated body fluids. J Biomed Mater Res A 2009, 88: 359–369.
Huan ZG, Leeflang MA, Zhou J, Fratila-Apachitei LE, Duszczyk J: In vitro degradation behavior and cytocompatibility of Mg-Zn-Zr alloys. J Mater Sci Mater Med 2010, 21: 2623–2635. 10.1007/s10856-010-4111-8
Song RG, Blawert C, Dietzel W, Atrens A: A study on stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement of AZ31 magnesium alloy. Mater Sci Eng, A 2005, 399: 308–317. 10.1016/j.msea.2005.04.003
Zainal Abidin NI, Atrens AD, Martin D, Atrens A: Corrosion of high purity Mg, Mg2Zn0.2Mn, ZE41 and AZ91 in Hank's solution. Corros Sci 2011, 53: 862–872. 10.1016/j.corsci.2010.10.008
Mueller W-D, Nascimento ML, de Mele MF: Critical discussion of the results from different corrosion studies of Mg and Mg alloys for biomaterial applications. Acta Biomater 2010, 6: 1749–1755. 10.1016/j.actbio.2009.12.048
Witte F, Fischer J, Nellesen J, Crostack HA, Kaese V, Pisch A, et al.: In vitro and in vivo corrosion measurements of magnesium alloys. Biomaterials 2006, 27: 1013–1018. 10.1016/j.biomaterials.2005.07.037