Biologické chování slitin vstřebatelných hořčíkových implantátů s definovanou rychlostí degradace

Abstract

Biologické chování slitin vstřebatelných hořčíkových implantátů s definovanou rychlostí degradace Abstrakt Biodegradabilní hořčíkové slitiny jsou slibnou alternativou ke konvenčním nevstřebatelným implantátům. Tato práce se zaměřuje na vývoj slitin s definovanou rychlostí degradace pro ortopedické implantáty s důrazem na optimalizaci složení a mikrostruktury. Byly připraveny slitiny Mg-3Y, Mg-4Y-4Li a Mg-Ca-Zn-Mn; jako referenční materiál sloužila slitina Mg- Y-RE-Zr. Byla charakterizována jejich struktura a mechanické vlastnosti, ověřeno korozní chování in vitro a biokompatibilita v buněčných kulturách. Slitiny byly implantovány in vivo do femurů králíků k posouzení toxicity a do femurů potkanů pro histomorfometrické a mikro- CT hodnocení. Klinická část zahrnula dvouleté sledování 18 dětských pacientů s osteochondrálními defekty kolene léčených implantáty MAGNEZIX. In vitro i in vivo testy prokázaly biokompatibilitu a bezpečnost slitin. Úprava mikrostruktury vedla ke spojení vyšší pevnosti s mírnější korozí; ECAP varianty Mg-3Y a Mg-4Y-4Li vykazovaly přiměřenou degradaci, která významně nezaostávala za referenční slitinou. Všechny slitiny podporovaly osteogenezi. Klinická studie potvrdila vysokou míru kostního zhojení a funkčního zotavení s kompletním přihojením fragmentů u 14 pacientů; 1 reoperace byla...

Biologic behavior of resorbable magnesium-based implants with defined degradation rate Abstract Biodegradable magnesium alloys are a promising alternative to conventional non-resorbable implants. This work focuses on developing alloys with a defined degradation rate for orthopedic implant applications, with emphasis on optimizing composition and microstructure. Alloys Mg-3Y, Mg-4Y-4Li, and Mg-Ca-Zn-Mn were prepared; Mg-Y-RE-Zr alloy served as the reference material. Their structure and mechanical properties were characterized, and in vitro corrosion behavior and cytocompatibility were verified. The alloys were implanted into rabbit femurs to assess toxicity and into rat femurs for histomorphometric and micro-CT evaluation. The clinical part included a two-year follow-up of 18 pediatric patients with osteochondral knee lesions treated with MAGNEZIX implants. Both in vitro and in vivo tests demonstrated the alloys' biocompatibility and safety. Microstructural modification yielded a combination of higher strength and milder corrosion; ECAP variants of Mg-3Y and Mg-4Y-4Li exhibited appropriate degradation that did not significantly lag behind the reference alloy. All alloys supported osteogenesis. The clinical study confirmed high rates of bone healing and recovery, with complete fragment union in 14 patients;...