Schroef van magnesiumlegering na een verblijf van 24 weken in het dijbeen van een wit konijn.

In een Koreaans ziekenhuis lopen klinische tests met een biodegradeerbare magnesiumlegering. Schroeven en andere botimplantaten van dit materiaal worden binnen 2 jaar door het menselijk lichaam geabsorbeerd zodat je ze achteraf niet meer operatief hoeft te verwijderen, meldt het Korea Institute of Science and Technology.

Tot nu toe denkt vrijwel iedereen bij zo' afbreekbaar implantaat automatisch aan kunststof. In de praktijk blijkt het echter uiterst lastig om daarmee de gewenste mechanische sterkte te bereiken.

Uit een recente publicatie in Scientific Reports valt op te maken dat de uitdaging niet eens is om het metaal biodegradeerbaar te maken, maar om te voorkomen dat het proces te hard gaat. Schroeven van puur magnesium zijn verdwenen voordat het bot voldoende is geheeld, en door toedoen van chlorides in de lichaamsvloeistoffen kan bij de afbraak meer waterstofgas ontstaan dan het omringende weefsel kan afvoeren. Je krijgt letterlijk gasbellen.

Bovendien moet je sowieso rekening houden met het degradatieproces: alleen als het materiaal in het begin heel veel sterker is dan eigenlijk zou moeten, heeft het aan het eind van het genezingsproces nog genoeg van die sterkte over.

En tot slot mogen de afbraakproducten niet toxisch zijn. Magnesium is geen probleem want daarvan heeft het menselijk lichaam vrij veel nodig, maar wat de overige metalen in de legering betreft is de keuze nogal beperkt.

De Koreanen kwamen uiteindelijk uit op een kristallijne legering die 5 procent calcium en 1 procent zink bevat. Elektronenmicroscoopopnames suggereren dat het in de praktijk een tweefasensysteem is, waarbij één fase uit puur magnesium bestaat en de andere uit Mg2Ca. Die laattste fase heft de neiging heel snel te corroderen, maar toevoeging van een heel klein beetje zink stelt de elektrochemie dusdanig bij dat de corrosiesnelheid weer daalt tot die van puur magnesium.

Via mechanische extrusie, die de microstructuur van de legering aanzienlijk verandert, kun je die corrosiesnelheid vervolgens terugbrengen naar het voor klinische toepassingen gewenste tempo. De publicatie maakte melding van proeven bij knaagdieren, waarbij de vorming van waterstofgas inderdaad binnen de perken bleef zolang je de geëxtrudeerde legering gebruikte.

Gezien het ingestelde degradatietempo zullen de resultaten van de klinische tests in het Ajou University Medical Center nog even op zich laten wachten.

bron: KIST