Il titanio è il materiale preferito per le procedure di fissazione chirurgica che vanno dalla sostituzione del ginocchio agli impianti mascellari. Però, poiché questo metallo super resistente non viene assorbito dal corpo nel tempo, può causare complicazioni come infezioni, fistulizzazione (in particolare a seguito di radioterapia), interferenza con la crescita scheletrica, intolleranza, sensibilità termica, e l'interferenza con la risonanza magnetica e altre procedure di immaginazione. Le procedure aggiuntive per rimuovere l'hardware sono tra gli interventi chirurgici più comuni in tutto il mondo e un costo importante per gli ospedali.

Un'alternativa promettente è il magnesio, un metallo biodegradabile in modo sicuro e cofattore per molti enzimi nella riparazione del DNA che promuove anche la salute delle ossa. Ma mentre le sue proprietà fisiche lo rendono adatto a siti portanti, come la regione temporomandibolare della mandibola, la sua rapida disgregazione nel corpo a volte porta alla formazione di bolle di idrogeno che possono portare a gravi complicazioni.

In una collaborazione unica, ricercatori della NYU Tandon School of Engineering, Scuola di Medicina della NYU, e la NYU Dentistry stanno sviluppando e testando leghe di magnesio trattate per migliorare la resistenza e rallentare il processo di degradazione, evitando così la formazione di queste bolle.

In una ricerca pubblicata su Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery , Il gruppo, che include Nikhil Gupta, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale alla NYU Tandon; Paulo Coelho, il Dr. Leonard I. Linkow Professor presso la NYU Dentistry; Eduardo D. Rodriguez, Helen L. Kimmel Professore di Chirurgia Plastica Ricostruttiva e cattedra, Hansjörg Wyss Dipartimento di Chirurgia Plastica presso la NYU School of Medicine; e Andrea Torroni, dottore, Professore Associato, Wyss Dipartimento di Chirurgia Plastica presso la NYU School of Medicine, hanno riferito sui loro test di una lega di magnesio che è stata sottoposta nel laboratorio di Gupta a un processo chiamato tempra T-5, comportando il riscaldamento a 210 gradi Celsius per 48 ore.

Dopo aver impiantato chirurgicamente piccoli campioni della lega nella regione fronto-nasale degli animali di studio, il team ha esaminato l'accumulo dell'elemento nei linfonodi, non trovando alcuna differenza tra gli animali senza impianti e gli animali in studio. I ricercatori hanno anche impiantato una lega non trattata, o "as-cast", scoprendo che sia i campioni as-cast che le leghe trattate termicamente T-5 hanno mostrato una buona biocompatibilità e hanno promosso la crescita ossea negli animali da esperimento. La lega T-5, però, era molto più stabile, con un tasso di degradazione otto volte inferiore rispetto alla lega as-cast.

Gupta ha detto di non essere sorpreso dai risultati positivi, in quanto rispecchiavano ciò che aveva osservato durante gli studi in vitro alla NYU Tandon.

"Nel nostro laboratorio mettiamo sia la lega fusa che la lega trattata termicamente in una soluzione di cloruro di sodio per simulare gli ambienti dei fluidi corporei. Non sorprende che la versione as-cast si è molto corrosa. Però, la versione trattata termicamente non si è affatto corrosa, " ha detto. "Quello che abbiamo scoperto è che impiegando il trattamento termico possiamo cambiare completamente la lega da un degradabile, struttura riassorbibile a una che non si degrada nel tempo. In sostanza, il trattamento termico fa comportare il magnesio, in vitro e in vivo, più simile al titanio."

Torroni pensa che i risultati siano positivi per eventuali applicazioni cliniche del magnesio T-5, le cui proprietà meccaniche sono paragonabili al titanio, anche nelle fratture mandibolari, dove lo stress sull'osso è particolarmente elevato. "Il T-5 è davvero il miglior candidato per queste applicazioni ad alto stress. Ha proprietà superiori che sono molto vicine a quelle dell'osso ed è molto buono per la fissazione delle fratture, " ha spiegato. "Espone minori rischi a lungo termine perché si riassorbe. E può promuovere la formazione ossea e la guarigione ossea. È totalmente biocompatibile senza rischio di rigetto, e limitato rischio di infezione."

Il team ha inoltre rilevato alcuna morbilità post-chirurgica, anche negli animali di controllo che hanno ricevuto impianti di magnesio non trattato.

"A causa dell'assorbimento sistemico del magnesio, questo non è un problema, " ha detto Coelho. "L'idea chiave è quella di realizzare un impianto che possa essere non assorbibile, come supporto permanente, o assorbibile, come le suture che scompaiono dopo un po' di tempo". Gupta ha affermato che la ricerca non sarebbe stata possibile senza la collaborazione tra le istituzioni della New York University. "L'ampiezza di questa ricerca la porta dal laboratorio fino a un ambiente clinico, " Ha aggiunto.