Omdat magnesiumlegeringen afbreekbaar zijn, ze zouden een alternatief kunnen bieden voor de metalen die traditioneel als prothese worden gebruikt, verbindende delen om botten te genezen of als stents voor cardiovasculaire problemen. Een studie door de UPV/EHU Faculteit Ingenieurswetenschappen in Bilbao heeft vooruitgang geboekt op een van de zwakke punten van het nieuwe materiaal. De afbraaksnelheid is aangepast door een calciumfosfaatcoating op het oppervlak aan te brengen via elektrodepositie, en de dikte van de laag is nauwkeurig afgesteld.

Bimetalen worden al lang in de geneeskunde gebruikt, voornamelijk in prothesen, maar ook in het verbinden van delen om botten te genezen of in stents die worden gebruikt om cardiovasculaire problemen op te lossen, onder andere. De traditioneel meest gebruikte metalen - roestvrij staal en titaniumlegeringen - bieden voordelen, zoals hun weerstand tegen corrosie in de fysiologische omgeving, maar ook nadelen zoals de vermindering van de botdichtheid dicht bij de prothese, wat leidt tot een verlies van botweerstand. Verder, in veel gevallen moet een extra operatie worden uitgevoerd om het materiaal te verwijderen zodra het zijn functie heeft vervuld.

Om deze problemen op te lossen, er wordt veel onderzoek gedaan naar andere materialen, zoals de groep die magnesium en zijn legeringen omvat. "Wat dit materiaal bijzonder aantrekkelijk maakt, is het vermogen om op te lossen in de fysiologische omgeving, met andere woorden, het zou geleidelijk oplossen totdat, zodra zijn missie is voltooid, het wordt op natuurlijke wijze via de urine uit het lichaam verdreven, " legde Nuria Monasterio uit, auteur van de studie uitgevoerd aan de UPV/EHU Faculteit Ingenieurswetenschappen in Bilbao. Dit zou de noodzaak voor patiënten om verdere operaties te ondergaan overbodig maken. Een ander sterk punt van het nieuwe materiaal is dat het het verlies van lokale botdichtheid, veroorzaakt door andere, meer resistente materialen, voorkomt. "Omdat het ook een materiaal is dat overvloedig aanwezig is in de aardkorst, de kosten van de grondstof is redelijk, hoewel de verwerking ervan bepaalde voorzorgsmaatregelen vereist die de productiekosten van de legeringen verhogen. Dus de uiteindelijke kosten zouden halverwege die van roestvrij staal en titaniumlegeringen zijn."

Echter, dit metaal stelt ook uitdagingen omdat "de oplossnelheid hoger is dan de gewenste. Het lost op voordat het zijn functie heeft vervuld; dus de uitdaging is om zijn levensduur te verlengen zodat het op de een of andere manier kan worden aangepast aan de toepassing, " bevestigde Monasterio.

Calciumfosfaat coating

Er zijn verschillende technieken om te proberen de levensduur van magnesiumlegeringen te verlengen; dit onderzoek van de UPV/EHU heeft ervoor gekozen om het materiaal te coaten met calciumfosfaat, hoewel "de functie van calciumfosfaat niet alleen is om de levensduur van het magnesium zelf te verlengen. Het gaat er ook om dat het menselijk lichaam het beter verdraagt ​​en de aanmaaksnelheid van het aangrenzende weefsel verhoogt, een dubbele functie waarbij de levensduur van het materiaal wordt verlengd en een betere integratie wordt bereikt. Men moet in gedachten houden, ten eerste, dat het het hoofdbestanddeel van botten is en, ten tweede, het is aangetoond dat het de groei van het omringende weefsel stimuleert, " merkte ze op.

Elektrodepositie werd gebruikt om de calciumfosfaatlaag aan het oppervlak van het metaal te laten hechten. "We wilden een uniforme coating die niet loslaat; we wilden ook de dikte effectief kunnen variëren. Om dit te doen, een reeks elektrische variabelen werd onderzocht, zodat de diktes konden worden aangepast aan de vereisten van specifieke toepassingen." En het resultaat bleek meer dan bevredigend:"naast het valideren van de gebruikte methode, het is mogelijk geweest om de kwaliteit en dikte van de laag nauwkeurig te regelen, " benadrukte Nuria Monasterio.

De UPV/EHU-onderzoeker noemde verschillende uitdagingen met het oog op de toekomst. "We zijn erin geslaagd om het elektrolytische systeem te verfijnen, dus we proberen het nu uit op andere bimetalen. We werken ook aan de productie van magnesiumlegeringen met samenstellingen die geen enkel risico vormen, omdat de magnesiumlegering die in dit onderzoek is gebruikt aluminium bevat, een metaal dat een gevaar voor de gezondheid is."