Proprietăți mecanice, biodegradarea și biocompatibilitatea aliajului de magneziu cu granulație ultrafină
Serghei Dobatkin
1 А.А. Institutul Baikov de Metalurgie și Știința Materialelor din RAS, Moscova 119334, Rusia; [email protected] (S.D.); ur.xednay@nartemi (D.P.); ur.liam@gitaf (V.T.)
2 Universitatea Națională de Știință și Tehnologie „MISIS”, Moscova 119049, Rusia; ur.tsil@avomisina_n (NA); ur.xobni@elesik (M.K.)
Natalia Martynenko
1 А.А. Institutul Baikov de Metalurgie și Știința Materialelor din RAS, Moscova 119334, Rusia; [email protected] (S.D.); ur.xednay@nartemi (D.P.); ur.liam@gitaf (V.T.)
2 Universitatea Națională de Știință și Tehnologie „MISIS”, Moscova 119049, Rusia; ur.tsil@avomisina_n (NA); ur.xobni@elesik (M.K.)
Natalia Anisimova
2 Universitatea Națională de Știință și Tehnologie „MISIS”, Moscova 119049, Rusia; ur.tsil@avomisina_n (NA); ur.xobni@elesik (M.K.)
3 Н.Н. Centrul național de cercetare medicală oncologică Blokhin al Ministerului Sănătății al Federației Ruse, Moscova 115478, Rusia
Mihail Kiselevskiy
2 Universitatea Națională de Știință și Tehnologie „MISIS”, Moscova 119049, Rusia; ur.tsil@avomisina_n (NA); ur.xobni@elesik (M.K.)
3 Н.Н. Centrul național de cercetare medicală oncologică Blokhin al Ministerului Sănătății al Federației Ruse, Moscova 115478, Rusia
Dmitriy Prosvirnin
1 А.А. Institutul Baikov de Metalurgie și Știința Materialelor din RAS, Moscova 119334, Rusia; [email protected] (S.D.); ur.xednay@nartemi (D.P.); ur.liam@gitaf (V.T.)
Vladimir Terentiev
1 А.А. Institutul Baikov de Metalurgie și Știința Materialelor din RAS, Moscova 119334, Rusia; [email protected] (S.D.); ur.xednay@nartemi (D.P.); ur.liam@gitaf (V.T.)
Nikita Yurchenko
4 Belgorod National Research University, Belgorod 308015, Rusia; ur.ude.usb@atikin_oknehcruy (N.Y.); ur.ude.usb@vehchsilas (G.S.)
Gennady Salishchev
4 Belgorod National Research University, Belgorod 308015, Rusia; ur.ude.usb@atikin_oknehcruy (N.Y.); ur.ude.usb@vehchsilas (G.S.)
Yuri Estrin
5 Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor, Universitatea Monash, Melbourne 3800, Australia; [email protected]
6 Departamentul de Inginerie Mecanică, Universitatea din Western Australia, Nedlands 6907, Australia
Abstract
În această lucrare, a fost studiat efectul unei structuri cu granulație ultrafină (UFG) obținută prin deformare multiaxială (MAD) asupra proprietăților mecanice, rezistenței la oboseală, biodegradării și biocompatibilității in vivo a aliajului de magneziu WE43. S-a demonstrat că rafinarea cerealelor până la 0,93 ± 0,29 µm și formarea particulelor de fază Mg41Nd5 cu o dimensiune medie de 0,34 ± 0,21 µm ridică rezistența finală la tracțiune la 300 MPa. În plus, MAD a îmbunătățit ductilitatea aliajului, mărind alungirea totală de la 9% la 17,2%. Un efect pozitiv suplimentar al MAD a fost creșterea rezistenței la oboseală a aliajului de la 90 la 165 MPa. Formarea structurii UFG a redus, de asemenea, rata de biodegradare a aliajului atât în condiții in vitro, cât și in vivo. Pierderea relativă de masă după șase săptămâni a experimentului a fost de 83% și 19% in vitro și 46% și 7% in vivo pentru aliajul inițial și respectiv deformat. Acumularea hidrogenului și formarea de mase necrotice au fost observate după implantarea probelor de aliaj în ambele condiții. În ciuda acestor fenomene dăunătoare, în zonele de implantare a fost observată înlocuirea dorită a implantului și a cavității înconjurătoare cu țesut conjunctiv nou.