Новое покрытие замедляет коррозию магниевого сплава для медицинских имплантов
Механизм деградации покрытия для тонкого и толстого поли(3-гидроксибутирата) (PHB) на сплаве ZK60 после девяти дней в модифицированном имитаторе физиологической жидкости (m-SBF). Авторы: Виджайшанкар Дандапани и Г. Киртига
Представьте операцию, где врач предлагает использовать временный имплант, который со временем растворяется в организме, избегая болезненного повторного вмешательства. Хотя звучит заманчиво, создание такого импланта — сложная задача. Он должен обладать механическими свойствами, близкими к костной ткани, быть биосовместимым и разрушаться с оптимальной скоростью до полного заживления.
Среди материалов для временных имплантов магний считается перспективным кандидатом, однако его высокая скорость коррозии остается серьезной проблемой. Один из методов замедления коррозии — создание сплавов с нетоксичными металлами. Сплавы типа ZK60 (Mg-Zn-Zr) демонстрируют хорошие характеристики, но разрушаются за 12 недель.
Для дальнейшего контроля скорости коррозии ученые предложили использовать биоразлагаемые полимерные покрытия, которые легко наносятся методом центрифугирования. Особый интерес представляет поли(3-гидроксибутират) (PHB) — полукристаллический полимер, демонстрирующий потенциал для защиты магниевых сплавов.
«Новизна нашей работы заключается в изучении коррозии полимерного покрытия в условиях динамического потока электролита, что лучше имитирует физиологические условия организма», — отмечают авторы исследования.
Эксперименты показали, что динамические условия ускоряют коррозию незащищенного сплава ZK60 по сравнению со статическим погружением. Это связано с постоянным обменом ионов в потоке, что препятствует образованию защитных солевых отложений.
Для замедления коррозии сплав предварительно обрабатывали гидроксидом натрия, а затем наносили PHB разной толщины. Оказалось, что тонкое покрытие (PHBthin) имеет множество пор, через которые электролит легко проникает к металлу, ускоряя разрушение. В то же время толстое покрытие (PHBthick) с низкой пористостью обеспечивает значительно лучшую защиту.
Исследование открывает перспективы для создания временных имплантов из магниевых сплавов с контролируемой скоростью растворения, что может изменить подходы в травматологии и ортопедии.
Подробнее с результатами работы можно ознакомиться в журнале Electrochimica Acta.
0 комментариев