Biodegradowalne stopy na bazie Mg

Materiały biodegradowalne to materiały, które po spełnieniu swojej funkcji rozkładają się do prostych związków, które są naturalne dla otoczenia. Do tego rodzaju materiałów można zaliczyć specjalnego typu polimery, które mogą być stosowane na opakowania i torebki. W materiałach tych pokłada się duże nadzieje na zmniejszenie ilości śmieci, które produkują ludzie, co ma w znaczący
sposób pomóc chronić nasze środowisko.

Jak się okazuje, materiały biodegradowalne, ale już na bazie metali, mogą znaleźć również zastosowanie w innych dziedzinach naszego życia i również niezwykle ważnych. Mowa tutaj o implantach. Mechanizmem, który jest odpowiedzialny za degradację metalicznych materiałów biodegradowalnych, jest korozja. Korozja metali stanowi duże wyzwanie w wielu dziedzinach przemysłu i życia codziennego, ponieważ prowadzi do zniszczenia materiału w wyniku jego oddziaływania z otoczeniem. W celu ochrony materiałów metalicznych przed korozją należy stosować warstwy ochronne, co prowadzi do podwyższonych kosztów końcowego produktu.

Jednak korozja metali może być niezwykle przydatna w zastosowaniach medycznych, gdzie można stosować materiały biodegradowalne. Metaliczne materiały biodegradowalne to materiały na bazie metali wykazujących najlepszą biozgodność, które całkowicie rozpuszczają się w ciele człowieka po spełnieniu swojej funkcji. Do tego typu metali można zaliczyć: Mg, Zn, Fe. Bardzo obiecującymi materiałami okazują się stopy na bazie Mg bądź Zn. Pierwiastki te wykazują bardzo dobrą biotolerancję. Jak się okazuje, najlepszym rozwiązaniem są stopy, które stanowią połączenie tych dwóch wymienionych metali.

Mogą to być stopy Mg z dodatkiem Zn lub stopy na bazie cynku z dodatkiem Mg. Materiał na implanty musi spełniać bardzo wiele rygorystycznych wymagań. Przede wszystkim musi być biozgodny, tzn. nie powodować chorób i stanów zapalnych w organizmie w trakcie pełnienia swojej funkcji. Stop taki musi mieć także odpowiednie własności mechaniczne oraz właściwie dobrany moduł Younga. Moduł Younga jest ważny ze względu na tak zwany stress shielding effect.

Chodzi tutaj o to, że jeżeli moduł Younga jest zbyt duży, np. tak jak to ma miejsce w przypadku stopów Fe na implanty kostne, to implant przenosi całość obciążenia, a kość traci swoją masę. Po pewnym czasie kość jest na tyle słaba, że ulega złamaniu. Innym ważnym czynnikiem jest odpowiedni współczynnik rozszerzalności cieplnej. Jest niewiele metali, które spełniają te wymagania, można do nich zaliczyć: Ti, Mg, Zn, Fe.