在骨科植入物使用随着含镁合金

本文基于评审论文的使用镁(Mg)的合金在整形外科手术,这是在《公开访问欧洲杯足球竞彩。主要概述了本文的Mg的重要性在骨科植入物、主要合金元素Mg-based合金及其物理化学性质,对骨生成和血管生成的影响,制备方法,动物实验的结果,和当前使用的一些商业用镁合金。

研究:随着含镁合金用于骨科手术。图片来源:Floris Slooff / Shutterstock.com

Mg-based生物材料欧洲杯足球竞彩在骨科治疗

镁(Mg)是一个重要的矿产为人类和动物。人类需要大约250 - 350毫克的毫克每天的一个主要部分是通过胃肠道(GI)束和肾排泄系统。与此同时,约70 - 180毫克的它被人体细胞吸收液体,肾脏和骨骼。Mg是人体生物相容性和可生物降解的促进bio-responses在细胞和分子水平。

主要的六个Mg-based orthopedical应用程序二进制合金。图片来源:Antoniac, et al .,材料欧洲杯足球竞彩

骨科植入物用于弥补骨或软组织损失由于创伤、肿瘤、感染、截肢,炎症,永久或暂时的,直到他们恢复。每个假体成骨(骨生成)或监测(骨去除)。

临时植入物需要一段时间后从身体中取出。因此,在这种情况下,生物可降解植入方便他们消除的要求第二次手术来移除植入种植。

Mg展览~ 45 GPa的弹性模量,这是接近人类的骨头(15 - 25 GPa)。同样,Mg合金密度之间的1.74和1.84克/厘米³,这是接近骨(1.8 - -2.1克/厘米³),反对应力屏蔽效应。此外,其降解产物无毒和成骨的。

然而,它有一个较低的标准电极电位的-2.372 V(她)使它容易腐蚀的水介质及其抗压屈服强度非常低的65 - 100 MPa使得它不适合承载植入。人的骨头有抗压屈服强度130 - 180 MPa。

用镁合金组成和特点

二进制用镁合金通常Mg-yttrium (Y), Mg-zinc(锌),毫克的钙(Ca), Mg-silver (Ag)、Mg-zirconium (Zr),和地球Mg-rare (RE)。Mg-Zn合金和锌浓度高达3%的用于减少腐蚀铁和镍杂质的影响。同样,Mg-Mn合金浓度2 wt. %提高延性,机械强度,合金粘度。

在Mg-Ca合金,Ca形式Laves-type毫克等金属间化合物阶段₂Ca。这些沉淀硬化坚实的解决方案增加蠕变阻力,细化颗粒,强化晶界。Zr也是一个晶粒细化剂,降低了腐蚀铁杂质的影响。最常用的稀土元素在镁合金是Y,它是高度溶于镁、锶(St)紧随其后,钆(Gd), (Nd)钕、铈(Ce)。

毫克的吸收和排泄现象平衡人体系统。图片来源:Antoniac, et al .,材料欧洲杯足球竞彩

用镁合金制造工艺

重力铸造方法,如高压铸造、挤压铸造、铸造、搅拌和砂铸造是最简单和最便宜的方法制造Mg-based合金;然而,他们可能导致相分离和不必要的优先方向。同时,粉末冶金精度高、展品没有优先定位由于均匀混合和高质量运输率。

Mg粉末是通过机械破碎、雾化熔融金属的电解,evaporation-condensation。最后的镁合金制造方法是激光加法制造,有利于快速原型,最理想的外科医生所使用的技术。

体内动物实验Mg合金的老鼠,兔子,老鼠,小型猪、小猎犬狗,和山羊进行。WZ42合金表现出足够的生物相容性,没有积累毫克,正常骨折愈合。

WZ43合金表现出较慢的降解速率的4倍,沉浸在SBF溶液。涂层植入物表现出较高的强度比裸的12周后保留。的brushite-coated Mg-Nd合金表现出缓慢降解率和osteoinductivity优越。同样,MAGNEZIX^®(Mg-Y-RE-Zr)、Syntellix AG)和RESOMET™(Mg-Ca合金)是最常用的一些Mg-based合金在整形手术。

毫克的腐蚀行为的示意图说明常用的媒体。图片来源:Antoniac, et al .,材料欧洲杯足球竞彩

结论和未来的范围

Mg-based合金适用临时骨科植入物由于其生物相容性和生物降解性。此外,由于类似的机械性能的人类的骨头,他们表现出低应力屏蔽效应。此外,他们的成骨的属性使他们小规模的骨科植入物的合适人选。

源

Antoniac,我。Miculescu, M。Mănescu, V。立方米,。,全由P.H.Păltanea, G。Robu,。Earar, k .随着含镁合金用于骨科手术。欧洲杯足球竞彩材料,2022,15,1148年。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/1148

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