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Mechanical Properties and Corrosion Rate of ZnAg3 as a Novel Bioabsorbable Material for Osteosynthesis

材料科学 腐蚀 极限抗拉强度 生物相容性 复合材料 骨合成 合金 镁合金 冶金 口腔正畸科 医学
作者
Maria Roesner,Sergej Zankovic,Adalbert Kovacs,Moritz Benner,Roland Barkhoff,Michael Seidenstuecker
出处
期刊:Journal of Functional Biomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:15 (2): 28-28
标识
DOI:10.3390/jfb15020028
摘要

Osteosynthesis in fracture treatment typically uses hardware that remains in the patient’s body, which brings a permanent risk of negative side effects such as foreign body reactions or chronic inflammation. Bioabsorbable materials, however, can degrade and slowly be replaced by autologous bone tissue. A suitable material is requested to offer great biocompatibility alongside excellent mechanical properties and a reasonable corrosion rate. Zinc–silver alloys provide these characteristics, which makes them a promising candidate for research. This study investigated the aptitude as a bioabsorbable implant of a novel zinc–silver alloy containing 3.3 wt% silver (ZnAg3). Here, the tensile strength as well as the corrosion rate in PBS solution (phosphate buffered solution) of ZnAg3 were assessed. Furthermore, shear tests, including fatigue and quasi-static testing, were conducted with ZnAg3 and magnesium pins (MAGNEZIX®, Syntellix AG, Hannover, Germany), which are already in clinical use. The detected corrosion rate of 0.10 mm/year for ZnAg3 was within the proposed range for bioabsorbable implants. With a tensile strength of 237.5 ± 2.12 MPa and a shear strength of 144.8 ± 13.2 N, ZnAg3 satisfied the mechanical requirements for bioabsorbable implants. The fatigue testing did not show any significant difference between ZnAg3 and magnesium pins, whereas both materials withstood the cyclic loading. Thus, the results support the assumption that ZnAg3 is qualified for further investigation.
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