Corrosion rate analysis of magnesium based biodegradable metallic implants in-vitro environment

Biyobozunur implantların, çelik ve titanyum esaslı geleneksel implant malzemelerine göre bazı önemli üstünlükleri vardır. Bunların başında, vücutta işlevini gördükten sonra doku gelişimine uyumlu sürede bozunarak hastaya zarar vermeden yok olmalarıdır. Biyobozunur malzemelerin başında magnezyum alaşımları gelmektedir. Biyouyumlu ve biyobozunur Mg ve alaşımları, vücut içinde bozunabilmesi, mekanik özellikleri açısından da hedef implant dokularına (ortopedik dokular, çene ve diş, stent vs) benzeşimi açısından gelecek vaad etmektedir. Biyobozunur Mg alaşımlarının sahip olması gereken mekanik özellikleri (kemiğin mekanik ve fiziksel özelliklerine yakın), biyouyumluğu, bozunma hızı ve bozunma süreçlerinin nasıl ve hangi değerler aralığında olması gerektiği konusunda büyük mesafeler kat edilmiştir. Ancak bunun tam olarak nasıl gerçekleştirileceği hala önemli araştırma başlıklarıdır. Bu çalışmada, mekanik alaşım ve sıcak presleme kullanılarak üretilen Mg bazlı alaşımlar. Mg bazlı alaşımların biyo-bozunabilirliği, SBF çözeltisinde in-vitro olarak test edilmiştir. SBF (yapay vücut sıvısı), iyon konsantrasyonları ile insan vücudu kan plazmasına neredeyse eşittir. Yedi implant üretildi. SBF çözeltisine yerleştirildiler ve daha sonra korozyon dirençleri takip edildi. İşlem sırasında implantların görsel değişiklikleri gözlendi, pH, SBF çözeltilerinin Mg iyon konsantrasyonları ve kütle, çözeltilerde bozulmuş implantların boyutsal değişiklikleri ölçüldü. İmplantlar SBF solüsyonlarına yerleştirildikten sonra implantlar ve SBF arasında meydana gelen Redox reaksiyonundan dolayı H2 gazının çıkışı gözlendi. SBF'deki implantlar 1-360 saat arasında kalırken, Zn% 2.35 ve 3.10 diğerlerine göre en uzun bozulma süresine sahipti. Bu nedenle, daha sonraki testler, SEM ve mekanik kontrol testleri için sadece Zn% 0 (1h), 2.35 (360h) ve 3.10 (192h) alaşımları seçilmiştir.Biodegradable implants have many advantages over conventional steel and titanium based implants. Most important of these is the ability of these implants to degrade within a desired span of time (compatible with tissue and bone growth) after their function is over, without giving any harm to the body. The aim of this study is to develop a magnesium based biodegradable implant to be used as a bone plate. Mechanical and physical properties of Mg alloys that should possess for these applications are almost completely established, whereas the applicability still has to be investigated. In this study, Mg based alloys produced with using mechanical alloying and hot pressing. Biodegradability of Mg based alloys was tested as in-vitro in SBF solution. SBF (simulated body fluid) is nearly equal to human body blood plasma with ion concentrations. Seven implants were produced. They were placed in SBF solution and then their corrosion resistances were followed. During the process, visual changes of the implants were observed, pH, Mg ion concentrations of SBF solutions and mass, dimensional changes of degraded implants in solutions were measured. As soon as, implants were placed in SBF solutions, gas outlet of H2 was observed, because of Redox reaction, which took place between implants and SBF. The composites in SBF remained between 1-360 hours and Zn% 2.35 and 3.10 had the longest degradation time when compared to others. Therefore only three of the alloys Zn% 0 (1h), 2.35 (360h) and 3.10 (192h) were selected for the further tests, SEM and mechanical control tests