Les scientifiques de NUST MISIS proposent le magnésium comme base des implants biosolubles pour la chirurgie maxillo-faciale
MOSCOU, 24 janvier 2022 /PRNewswire/ — Une équipe de scientifiques des matériaux de NUST MISIS a présenté un nouvel alliage à base de magnésium, de zinc, de gallium et d’yttrium, qui peut être utilisé comme matériau pour les implants de mâchoire modernes. Le patient n’a pas besoin d’être réopéré, car les implants se dissolvent progressivement dans le corps simultanément avec la croissance d’une nouvelle zone de tissu osseux. Les résultats de la recherche sont publiés dans le Revue scientifique internationale des matériaux.
Les implantologues utilisent le magnésium et les alliages à base de magnésium comme fixation temporaire du tissu osseux, car ils ont un niveau élevé de biocompatibilité et la capacité de se dissoudre progressivement dans le corps humain au fur et à mesure que le processus de guérison progresse. Dans le même temps, le module de Young (une grandeur physique qui caractérise les propriétés d’un matériau à se plier ou à s’étirer sous l’influence de la force) du magnésium et de ses alliages est proche du module de Young du tissu osseux humain. Ceci, à son tour, peut empêcher l’effet de protection contre les contraintes observé pour les alliages de titane, qui sont largement utilisés dans la pratique chirurgicale mais sont plus « rigides ». En raison de l’effet de protection contre le stress, les os sains voisins ne sont pas suffisamment chargés et sont progressivement détruits et, par conséquent, une diminution de la densité se produit. À l’avenir, cela menace de desserrer l’implant et de détruire l’os.
Un groupe de scientifiques des matériaux de NUST MISIS s’est intéressé au gallium en tant que composant d’alliage pour les alliages de magnésium, car il a été cliniquement prouvé que les ions gallium sont efficaces contre la résorption osseuse et sont utilisés pour traiter l’ostéoporose et l’hypercalcémie associées à l’oncologie. Les scientifiques ont décrit la technologie optimale pour créer un alliage du système magnésium-zinc-gallium-yttrium, à savoir l’effet de divers modes de traitement thermique sur la microstructure, les propriétés mécaniques et de corrosion de la composition finale.
« À la suite de plusieurs expériences en laboratoire, nous avons découvert que le traitement thermique en solution solide améliorait les propriétés mécaniques des alliages, et le faible taux de corrosion dans la solution de Hanks était atteint en raison de la diminution de la teneur en phase cathodique après le traitement thermique.« , déclare le co-auteur de l’étude, directeur du NUST MISIS Hybrid Nanostructured Materials Laboratory, Ph.D. Alexandre Komissarov.
Selon les développeurs, l’analyse de l’influence de divers modes de traitement thermique sur les propriétés de l’alliage a montré que la température et le temps optimaux sont, respectivement, 350 °C et 18 heures, suivi d’une trempe dans l’eau. Les résultats des tests de corrosion ont montré que l’ajout d’yttrium à la composition de l’alliage réduit d’un facteur 2 la vitesse de corrosion dans la solution.
« Les alliages avec un rapport de zinc et de gallium proche de 1 ont approximativement le même taux de corrosion de ~0,6 mm/an. Pour les alliages avec un rapport de zinc et de gallium égal à 2 et 3,25, le taux de corrosion était de 0,78 et 1,03 mm/an , respectivement. L’ajout d’yttrium a réduit le taux de corrosion de 0,59 à 0,27 mm/an en raison de l’effet inhibiteur des produits de la couche de corrosion. Ainsi, en modifiant le ratio de zinc et de gallium dans la composition chimique de l’alliage de magnésium, nous pouvons contrôler le taux de corrosion des implants », ajoute l’exécuteur principal du projet, professeur agrégé du Département de technologie de fonderie et de traitement artistique des matériaux à NUST MISIS, Ph.D. Viatcheslav Bajenov.
Ainsi, un alliage de magnésium avec des ajouts de zinc, de gallium et d’yttrium, traité thermiquement selon le régime proposé, peut être utilisé pour créer des implants maxillo-faciaux en raison de propriétés mécaniques élevées et d’un faible taux de biorésorption. La présence de gallium dans la composition des alliages leur conférera de nouvelles propriétés uniques et contribuera à restaurer le tissu osseux endommagé des patients.
À l’heure actuelle, les développeurs se préparent à démarrer des études précliniques d’implants basés sur le nouvel alliage sur le site de l’une des cliniques vétérinaires russes.
Lien : https://en.misis.ru/university/news/misc/2022-01/7754/
Voir le contenu original : https://www.prnewswire.com/news-releases/nust-misis-scientists-suggest-magnesium-as-the-basis-of-biosoluble-implants-for-maxillofacial-surgery-301465749.html
SOURCE Le Université nationale de la science et de la technologie MISiS