Kasoro za mfupa za ukubwa muhimu hutokea baada ya jeraha kubwa, kuondolewa kwa uvimbe wa mfupa au upotevu mkubwa wa tishu, na mfupa hauwezi kuzijaza kikamilifu peke yake. Nyenzo inapaswa kutoa msaada wa mitambo mwanzoni, kuruhusu kushikamana kwa seli, kusaidia uundaji wa mfupa na kuoza kwa kasi salama baadaye.

Aloi za magnesiamu zinavutia kwa vipandikizi vya muda vya mifupa kwa sababu sifa zake za mitambo ziko karibu na mfupa na zinaweza kuoza mwilini. Lakini magnesiamu hupata kutu haraka katika vimiminika vya kifiziolojia, jambo linaloweza kusababisha kupotea mapema kwa uthabiti, alkalization na kutokea kwa gesi ya hydrogen.

Katika utafiti huu, aloi ya Mg-2Zn-1Gd-0.5Zr ilifunikwa kwa mfumo wa tabaka mbili. Hatua ya kwanza ilikuwa micro-arc oxidation, yaani MAO, kwa elektrolaiti yenye nano-CuO. Hatua ya pili ilikuwa kuziba vinyweleo vya MAO kwa chitosan.

MAO huunda safu inayofanana na kauri, lakini vinyweleo na nyufa ndogo hubaki. Ioni za chloride zinaweza kufika kwenye magnesiamu kupitia njia hizi. Chitosan ilitumika kujaza njia hizo na kuchelewesha mguso wa moja kwa moja kati ya kiowevu na metali.

Watafiti waliongeza 0,5 g, 1,0 g na 1,5 g za chitosan katika 100 mL ya suluhisho. 1.5CS haimaanishi unene wa 1,5 mm; inaonyesha 1,5 g/100 mL. 0CS ilikuwa MAO bila chitosan.

Kadiri chitosan ilivyoongezeka, vinyweleo vilivyo wazi vilipungua. 1.5CS/MAO ilionyesha uso mnene na wenye mpangilio zaidi. Msongamano wa mkondo wa kutu ulishuka kutoka 0,751 µA/cm² hadi 0,267 µA/cm², na kasi ya kutu kutoka 0,385 mm/mwaka hadi 0,136 mm/mwaka.

Katika majaribio ya seli, ekstrakti za 1.5CS/MAO ziliunga mkono kuongezeka na kutawanyika kwa MC3T3-E1. ALP na alizarin red zilionyesha matokeo yenye nguvu zaidi katika kundi hili.

Katika modeli ya wanyama, kasoro ya 3 mm × 4 mm iliundwa kwenye femur ya panya dume 40. Vikundi vilikuwa bila kipandikizi, β-TCP/hydroxyapatite, MAO Mg na 1.5CS/MAO Mg. BV/TV ya 1.5CS/MAO ilikuwa %33,13 wiki ya 6 na %48,47 wiki ya 12. Ujazo uliobaki wa kipandikizi ulikuwa takribani %62 na %58.

Histolojia ilionyesha mfupa mpya, mgusano wa karibu zaidi wa mfupa na kipandikizi, na gesi chache karibu na 1.5CS/MAO. Hakukuwa na tofauti za maana katika viashiria vya ini, figo na viwango vya Mg, Zn, Ca na P. Hata hivyo Cu, Gd na Zr hazikupimwa kwenye damu.

Maelezo ya Kina

Mmenyuko wa msingi wa kutu ya magnesiamu ni Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2. Mchakato huu ukiwa wa haraka, kipandikizi hupoteza nguvu kabla ya mfupa mpya kutosha na hydrogen inaweza kuunda nafasi tupu karibu na kipandikizi.

Aloi ilikuwa na %1,60 Zn, %0,83 Gd, %0,46 Zr na magnesiamu kama sehemu kuu. MAO iliandaliwa kwa Ca(OH)2, nano-CuO, KF na sodium hexametaphosphate. Chitosan iliyeyushwa katika acetic acid, pH ikarekebishwa kuwa 5,0–5,5, na mipako ikawekwa kwa kuzamisha mara tatu.

Majaribio yalijumuisha SEM, EDS, XRD, EIS, polarization, kuzamishwa kwa siku 14, CCK-8, upakaji rangi wa actin/DAPI, ALP, alizarin red, Micro-CT, histolojia, fluorescent labeling na vipimo vya biokemia ya damu.

Vikwazo ni vingi: preprint, hakuna utafiti wa binadamu, panya dume pekee, ufuatiliaji wa wiki 12, n ndogo, upofu wa wachambuzi hauko wazi, hakuna jaribio la mitambo la kubeba mzigo, hydrogen haikupimwa kwa wingi, Cu release na antibacterial activity hazikupimwa, na njia nyingi za molekuli zilizopendekezwa hazikuthibitishwa moja kwa moja.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

1.5CS/MAO ilitoa ulinzi bora zaidi wa elektrokemia: i_corr 0,267 ± 0,01 µA/cm² na kasi ya kutu 0,136 ± 0,01 mm/mwaka. Katika wanyama, BV/TV ilikuwa %33,13 wiki ya 6 na %48,47 wiki ya 12. Zaidi ya nusu ya ujazo wa kipandikizi ulibaki hadi wiki ya 12.

Matokeo yanaonyesha kuwa kuziba vinyweleo vya MAO kwa chitosan 1,5 g/100 mL kunaweza kupunguza kutu ya mapema na kuunda mazingira bora ya osteogenesis. Hata hivyo matumizi ya kliniki yanahitaji uthibitishaji wa mitambo, muda mrefu, wanyama wakubwa na binadamu.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Maudhui haya yanatokana na kazi “Corrosion Resistance and Osteogenic Performance of a Chitosan/Cu-Containing Micro-Arc Oxidation Composite Coating on Mg Alloy for Bone Substitute Applications”. Chanzo ni preprint. Matokeo haya hayathibitishi ufanisi au usalama kwa binadamu, shughuli ya antibakteria iliyothibitishwa au uwezo wa kubeba mzigo katika matumizi ya mifupa.