Estudo da biodegradação “in vitro” de ligas de MG-ZN-CA confeccionadas por metalurgia do pó para uso como implantes cirúrgicos / In vitro biodegradation study of MG-ZN-CA alloys for use as surgical implants obtained by powder metalurgy

Jorge Alberto de Medeiros Carvalho, José Adilson Castro, Alexandre Antunes Ribeiro, Marcio Teodoro Fernandez

Abstract


Ligas a base de Mg-Zn-Ca tem recebido considerável atenção por parte da comunidade científica, por apresentarem propriedades mecânicas que se aproximam daquelas apresentadas pelos ossos e, também, por possuírem potencial de biodegradabilidade sem, contudo, serem nocivas ao meio fisiológico humano o que as qualifica para utilização em implantes ou suportes para cicatrizações. O fato de serem biodegradáveis pode eliminar a etapa de remoção do material implantado no paciente após completa consolidação óssea da região fraturada, o que seria de grande valia para eliminar os riscos cirúrgicos ao paciente, além de minimizar os custos envolvidos nos procedimentos médicos necessários. Este trabalho teve como objetivo estudar a biodegradação em meio fisiológico simulado de diferentes ligas de Mg-Zn-Ca processadas por metalurgia do pó. As amostras foram imersas em solução de Kokubo por um período de 240 horas a 36.5oC. A taxa de degradação das ligas foi avaliada relacionando-as ao desprendimento de hidrogênio no meio. Além disso, técnicas complementares de caracterização por microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas a fim de se avaliar e correlacionar as propriedades das ligas após tempos controlados de exposição ao meio corrosivo citado. Os resultados apontam para uma menor liberação de gás H2 em ligas com maior presença de Zn e uma redução da corrosão galvânica devido à formação de solução sólida nas ligas de maior percentual de Zn e Ca. Além disso, a taxa de degradação das ligas com maior percentual de Zn e Ca esteve próxima a 2mg/cm2/dia. Tais observações indicam que ao menos uma das composições de liga avaliada (Mg-54Zn-4Ca) possui potencial para aplicação em implantes cirúrgicos biodegradáveis, por apresentar características de resistência a biodegradação satisfatórias que evitarão a ruptura prematura destes dispositivos durante o período necessário para a regeneração óssea da região fraturada.

 


Keywords


Ligas de Mg-Zn-Ca, Metalurgia do pó, Implantes biodegradáveis, Biomateriais.

References


Cha, P.R., Han, H.S., Yang, G.F., Kim, Y.C., Hong, K.H., Lee, S.C., Jung, J.Y., Ahn, J.P., Kim, Y.Y., Cho, S.Y., Byun, J.Y., Lee, K.S., Yang, S.J. & Seok, H.K., (2013)., Biodegradability engineering of biodegradable Mg alloys: Tailoring the electrochemical properties and microstructure of constituent phases. Scientific reports 3 : 2367.

Danez, G. P., (2011), Tendência de formação de Fase Amorfa em Ligas a Base de Magnésio para Biomaterial Temporário, UFSCar – Universidade Federal de São Carlos.

Denkena, B. and A. Lucas, (2007), Biocompatible magnesium alloys as absorbable implant materials - adjusted surface and subsurface properties by machining processes. Cirp Annals - Manufacturing Technology.

Dharam Persaud-Sharma and Anthony McGoron., (2012)., Biodegradable Magnesium Alloys: A Review of Material Development and Applications. J Biomim Biomater Tissue Eng. February 3; 12: 25–39.

Dhyah Annur, Franciska P. L., Aprilia Erryani, M. Ikhlasul Amal, Lyandra S. Sitorus, and Ika Kartika- The Synthesis and characterization of Mg-Zn-Ca alloy by powder metallurgy process. AIP Conference Proceedings 1725, 020032 (2016); doi: 10.1063/1.4945486.

F. Witte, V. Kaese, H. Haferkamp, E. Switzer, A. Meyer-Lindenberg, C.J. Wirth, and H. Windhagen, (2005), In vivo corrosion of four magnesium alloys and the associated bone response. Biomaterials. 26(17): p. 3557-3563.

Hillis, J.E., The effect of heavy metal contamination on magnesium corrosion performance. Light Metal age. (1983). 41(5-6): p. 25-29

Li Z.J., X.N. Gu, S.Q. Lou, and Y.F. Zheng, (2008), The development of binary Mg-Ca alloys for use as biodegradable materials within bone. Biomaterials, 29(10): p. 1329-1344.

Nagata M & Lönnerdal B., 2011, Role of zinc in cellular zinc trafficking and mineralization in a murine osteoblast-like cell line, Elsevier –NCBI. Pg 172-178.

Song G.L., A. Atrens, and D. H. St. John, Magnesium Technology, ed. J. Hryn. 2001, New Orlens, L.A: TMS. p. 255

Resende, C.X., (2014), Estudo de ligas bioabsorvíveis baseadas em Mg – Tese de Doutorado-Rio de Janeiro: Instituto Militar de Engenharia.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.