研究人员为镁合金线材开发了可扩展和连续的表面改性工艺

来自IMDEA材料研究所和德国医疗设备制造商Meotec GmbH的研究人员开发了世界上第一个用于生物可吸收镁合金线材的工业可扩展表面改性工艺。

正如最近发表在《生物材料进展》杂志上的两篇科学论文所报道的那样，这些发现可能对未来将这种电线用于生物医学应用产生重大影响。

表面改性镁丝在生物医学领域具有巨大的潜力，可用于植入物、伤口闭合、心血管支架、神经再生，以及作为创伤固定板中的聚合物增强材料。

最近发布的两份出版物概述了研究人员如何通过等离子体电解氧化(PEO)创建一种新技术，用于制造WE43镁合金线材并连续表面改性。

通过提高表面耐腐蚀性，新工艺使科学家能够克服在生物医学植入物中使用镁丝的两个最大障碍：它们的快速降解速度和由此导致的机械性能的早期损失。

“你不会在目前市场上找到任何商业批准的镁线医疗设备，因为镁线的高表面体积比导致其快速降解，”IMDEA材料研究员和Marie Curie研究员Syed Wahaaj Ali Rizvi解释说。

“然而，通过在表面改性中应用这些新发展，我们不仅能够降低降解率，还能够提高它们的机械和生物性能。

“例如，在我们最近的研究中，我们发现，在没有表面改性的情况下，电线溶解在加速测试环境中，有助于在37小时内以24度模拟体液。经过我们的修改，它们在七天内保持完整。即使在四天后，他们仍然表现出超过100 MPa的强度，这适用于许多医疗应用。

Rizvi是参与这些出版物的众多研究人员之一，与IMDEA材料科学家Javier Llorca教授，Carlos González教授，Mónica Echeverry Rendón博士，Muzi Li博士和Guillermo Dominguez一起。这项工作还依赖于Meotec的Alexander Kopp博士，Leon Tillman，Tim Mayer和Kerstin van Gaalen的贡献，后者是该计划中的另一位玛丽居里研究员。

Meotec的Kopp博士表示相信，这项研究将导致工业界对表面改性镁丝的进一步开发和使用产生更大的兴趣。

“我们预计我们新的连续PEO流程('C-PEO')将对行业产生相当大的影响，”他说。“由于PEO是提高表面电阻和腐蚀的最重要的表面处理之一。”

“由于镁容易腐蚀，这种电线的高表面分数和纵横比意味着适当的表面处理至关重要。现在，这种 PEO 处理可以通过从批次到卷对卷工艺扩展到高生产率生产线。

研究还表明，表面改性新技术导致电线在溶解时具有更均匀的腐蚀模式。同时改变表层结构以创建更多孔结构也被证明更有利于再生组织生长所需的细胞的生存能力。

开发基于镁丝的新医疗器械的下一步可能需要完成额外的临床试验。

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