Il capo del Laboratorio di materiali ibridi nanostrutturati presso NUST MISIS Alexander Komissarov. Credito:Maria Brodskaya/NUST MISIS
Gli scienziati dei materiali di NUST MISIS e la University of Western Australia hanno presentato un'innovativa lega bioriassorbibile a base di magnesio, gallio e zinco. Il materiale può essere utilizzato per la fabbricazione di impianti temporanei nel trattamento delle fratture e nel ripristino di aree ossee rimosse chirurgicamente, così come nel trattamento dell'osteoporosi, mieloma multiplo, La malattia di Paget. I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Giornale di magnesio e leghe .
Nella moderna implantologia ossea e chirurgia cardiovascolare, impianti biodegradabili, che gradualmente si dissolvono e vengono sostituiti da tessuti corporei sono sempre più utilizzati. Questo approccio aiuta a ridurre al minimo l'infiammazione del tessuto circostante causata dall'impianto ed elimina la necessità di un'operazione di rimozione dell'impianto. I vantaggi dell'utilizzo di tali impianti sono particolarmente evidenti in ortopedia pediatrica, poiché gli impianti permanenti possono limitare lo sviluppo osseo in un corpo in crescita.
Gli scienziati trovano le leghe di magnesio particolarmente interessanti come materiali biodegradabili per la produzione di impianti a causa della loro elevata biocompatibilità, resistenza meccanica sufficientemente elevata e un tasso di biodegradazione accettabile. Inoltre, la densità e l'elasticità delle leghe di magnesio sono simili per caratteristiche all'osso corticale umano.
Il team scientifico internazionale di scienziati dei materiali provenienti da Russia e Australia ha presentato un'innovativa lega biodegradabile a base di magnesio, gallio e zinco, che può essere utilizzato per l'osteosintesi nei casi in cui è richiesto un trattamento aggiuntivo di malattie associate alla distruzione e alla riduzione della forza ossea. Un impianto di questo materiale può diventare uno "scheletro" temporaneo sicuro per il paziente per sostituire l'osso danneggiato, e man mano che il tessuto osseo cresce, quale il materiale dell'impianto si stimola, sarà "dissolto" dal corpo.
"Abbiamo scelto il gallio come elemento di lega per le sue proprietà uniche, " ha detto il coautore Alexander Komissarov, capo del Laboratorio di Materiali Nanostrutturati Ibridi presso NUST MISIS. "Gallio, noto come inibitore del riassorbimento osseo, è efficace nel trattamento di disturbi associati a perdita ossea accelerata, compresa l'osteoporosi, ipercalcemia, morbo di Paget, e mieloma multiplo. Inoltre, il gallio è coinvolto nei processi di rigenerazione biochimica, aumentando lo spessore, forza e contenuto minerale dell'osso. E infine, ha un effetto antibatterico, che è particolarmente importante in implantologia."
Secondo gli sviluppatori, anche un tasso di biocorrosione piuttosto basso è una proprietà preziosa della lega sviluppata. Ciò significa che un impianto realizzato con tale lega non subisce una decomposizione troppo rapida nell'ambiente del corpo umano aggressivo per i metalli e manterrà le sue funzioni di supporto durante tutto il processo di guarigione.
"Siamo stati in grado di stabilire sperimentalmente che il Mg-4%, Lega di Ga-4% Zn, dopo l'elaborazione della deformazione utilizzando la pressatura angolare a canale uguale, ha un profilo unico di caratteristiche per l'uso negli impianti ossei grazie alla combinazione ottimale di proprietà meccaniche e velocità di corrosione, " disse Komissarov.
Attualmente, il team sta completando una serie di esperimenti di laboratorio e si sta preparando per la fase preclinica della ricerca.