Регенеративная медицина - одна из передовых областей исследований в области здравоохранения, которая приобретает все большее значение в результате старения населения. Ежегодно около 1,5 миллиона человек страдают переломами костей. Большинство этих переломов слишком сложны, чтобы их можно было решить с помощью внешнего медицинского лечения, и поэтому они должны быть исправлены хирургическим путем с помощью имплантатов. Большинство несущих имплантатов металлические, которые могут быть постоянными или временными. Сами временные делятся на разлагаемые и неразлагаемые, для удаления которых требуется вторичная операция. В случае использования биоразлагаемых имплантатов, которые растворяются в организме человека, их удаление после периода выздоровления сломанной кости / ткани больше не требуется. Это обеспечивает значительную выгоду как для пациентов, так и для системы здравоохранения с точки зрения затрат. Процесс создания биоразлагаемых металлических имплантатов представляетсобой сложную проблему, поскольку он сочетает в себе материальную инженерию и медицинские требования к материалу, что делает его междисциплинарной областью. Соответственно, цели этого проекта состоят в том, чтобы преодолеть ограничения постоянных имплантатов и разработать абсорбирующие имплантаты для структурного применения (остеосинтез, стенты и т. Д.).Mg - самый легкий конструкционный металл (плотность 1,74 г / см3) с модулем упругости 45 ГПа, что несколько выше, чем у кортикального слоя кости. История использования магния в медицине очень долгая из-за его биосовместимости и биоразлагаемости [1]. Однако чистый Mg имеет низкий предел текучести (30 МПа) и очень высокую скорость коррозии (например, 2,89 мм / год) [2] с потенциалом коррозии -2 В и скоростью выделения водорода 56,5 мл / см2 / день в моделируемом теле. жидкость (SBF). Сравнение с желаемыми характеристиками резорбируемых костных фиксаторов (прочность более 200 МПа, удлинение более 10%, коррозионная стойкость <0,5 мм / год (в SBF при 37 ° C) и выделение водорода <0,48 мл / см2 / день) [3 ], чистый Mg слишком мягкий и слишком быстро разъедает организм человека, что приводит к чрезмерному производству H2 и локальному увеличению pH, которое может вызвать гибель тканевых клеток. Следовательно, для использования в биоразлагаемых приложениях, которые включают повторный абсорсион, необходимо разработать новые сплавы Mg с заданными механическими свойствами и коррозионной стойкостью в физиологических средах. В этом смысле сплавы Mg-Ag являются потенциальными материалами-кандидатами для улучшения как механических, так и коррозионных свойств без ущерба для биосовместимости, с защитными покрытиями или без них, чтобы регулировать продолжительность процесса биодеструкции.Серебро - часто используемый элемент в биомедицине из-за его значительного антибактериального действия. Сообщалось, что [4] добавление Ag к биоразлагаемым сплавам Mg снизило жизнеспособность бактерий до уровня менее 10%, а также улучшило механические свойства за счет измельчения зерна и эффекта упрочнения твердого раствора. Хотя добавление Ag может отрицательно сказаться на коррозионной стойкости из-за увеличения микрогальванической коррозии между вторичными фазами и матрицей α-Mg, термическая обработка твердого раствора оказалась полезной. В другом исследовании [5] добавление Y улучшило коррозионную стойкость сплава Mg-4Y-1Ag за счет включения окисленного Y в поверхностную пленку. Благодаря эффекту стимуляции костеобразования Sr и его превосходнойбиосовместимости, Sr является одним из удобных легирующих элементов в биоразлагаемых сплавах Mg. Сообщалось, что [6] добавление 2% Sr к чистому Mg может улучшить как механические свойства, так и коррозионные свойства.Помимо легирования и термообработки, интенсивная пластическая деформация (ИПД) также может улучшить как механические, так и коррозионные свойства биоразлагаемых сплавов Mg за счет измельчения зерна. В связи с этим сообщалось, что процесс равноканального углового прессования (РКУП) улучшил механические свойства сплава Mg-4Ag, близкий к прочности человеческих костей за счет измельчения зерна и дисперсионного упрочнения, что делает его многообещающим кандидатом на разложение. несущие имплантаты [7]. Сообщалось, что даже нанозернистая микроструктура может быть получена путем кручения под высоким давлением (HPT) в сплавах Mg-RE [8].Соответственно, целью данного исследования является разработка биоразлагаемых сплавов Mg с легирующими элементами Ag, Y и Sr с составами Mg-2Ag, Mg-2Ag-1Y и Mg-2Ag-1Y-0.3Sr. Для получения многообещающих результатов будут использоваться различные способы термообработки и интенсивной пластической деформации.1 F. Witte (2010) “The history of biodegradable magnesium implants: A review”, Acta Biomater., 6, 1680–1692.2 H.R. Bakhsheshi-Rad, M.H. Idris, M.R. Abdul-Kadir, A. Ourdjini, M. Medraj, M. Daroonparvar, E. Hamzah (2014) “Mechanical and bio-corrosion properties of quaternary Mg-Ca-Mn-Zn alloys compared with binary Mg-Ca alloys”, Mater. Design, 53, 283-292.3 M. Erinc, W.H. Sillekens, R.G.T.M. Mannens, R.J. Werkhoven (2009) “Applicability of existing magnesium alloys as biomedical implant materials”, Magnesium Technology, pp. 209–214, 15 February 2009, San Francisco, CA, USA, Conference code: 76923.4 D. Tie, F. Feyerabend, W.D. Müller, R. Schade, K. Liefeith, K.U. Kainer, R.T. Willumeit (2013) “Antibacterial biodegradable Mg-Ag alloys”, Eur. Cell. Mater., 25, 284–98.5 Y. Dai et al. (2018) “A potential biodegradable Mg-Y-Ag implant with strengthened antimicrobial properties in orthopedic applications”, Metals, 8, 948.6 X.N. Gu, X.H. Xie, N. Li, Y.F. Zheng, L. Qin (2012) “In vitro and in vivo studies on a Mg-Sr binary alloy system developed as a new kind of biodegradable metal”, Acta Biomater., 8, pp. 2360–2374.7 K. Bryła, J. Horky, M. Krystian, L. Lityńska-Dobrzyńska, B. Mingler (2019) “Microstructure, mechanical properties, and degradation of Mg-Ag alloy after equal-channel angular pressing”, Mater. Sci. Eng. C, 109.8 R. Alizadeh, R. Mahmudi, A.H.W. Ngan, Y. Huang, T.G. Langdon (2016) “Superplasticity of a nano-grained Mg-Gd-Y-Zr alloy processed by high-pressure torsion”, Mater. Sci. Eng. A, 651, 786-794.