3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đặc tính cơ học của hợp kim Magie sử dụng trong ngoại
khoa
Magie và các hợp kim của nó nổi bật so với các vật liệu
sinh học khác vì tính chất cơ học của chúng tương tự như
xương. Magnesium có mô đun đàn hồi 45 GPa tương đối gần
với mô đun đàn hồi của xương (20 GPa). Trong khi đó, mô đun
đàn hồi của các vật liệu sinh học triển vọng khác như Fe, Zn và
Ti lần lượt là 211,4; 90; và 120 Gpa. Sự khác biệt nhỏ giữa mô
đun đàn hồi của Mg và xương làm giảm đáng kể hiệu ứng che
chắn căng thẳng của xương bên trong cơ thể. Khoảng cách giữa
các mô đun đàn hồi của vật liệu cấy ghép cao hơn và xương,
hiệu ứng che chắn căng thẳng sẽ cao hơn. Hiệu ứng che chắn
căng thẳng là giảm kích thước và mật độ xương khi nó được
bao quanh bởi một vật liệu cứng hơn. Hơn nữa, tính chất cơ học
của Mg và hợp kim của nó vượt trội so với các polyme phân
hủy sinh học. Việc kiểm soát sự phân hủy của các polyme đầy
hứa hẹn, nhưng hầu hết các polyme đều thiếu độ bền cần thiết
để hỗ trợ vị trí cấy ghép. Mặc dù Mg sở hữu các tính chất cơ
học lý tưởng cho các ứng dụng y sinh, nhưng nó có một hạn
chế về tính toàn vẹn cơ học khi nói đến các ứng dụng thực tế
như một cấy ghép. Sự phân hủy nhanh chóng của Mg và hợp
kim của nó trong điều kiện sinh lý dẫn đến mất tính toàn vẹn
cơ học. Trong ứng dụng chỉnh hình, bộ phận cấy ghép có thể
nâng đỡ vị trí cấy ghép cho đến khi lành nhưng trong trường
hợp của Mg, sự ăn mòn nhanh chóng dẫn đến mất độ bền cơ
học và cuối cùng là sự thất bại của cấy ghép.
Sự xuống cấp nhanh chóng có hai lý do: (1) Mg là vật liệu hoạt
động trong điều kiện sinh lý và (2) hiện tượng nứt ăn mòn do
ứng suất. Vấn đề ăn mòn ứng suất thứ hai có thể được giải quyết
hiệu quả bằng cách sửa đổi thiết kế của vật liệu cấy ghép. Để
giải quyết vấn đề ăn mòn có một số cách tiếp cận, có thể được
nhóm lại thành hai là nhóm sửa đổi bề mặt (chẳng hạn như xử
lý hóa học, lớp phủ, anot hóa và nhóm thứ 2 là thay đổi thành
phần và/hoặc sửa đổi cấu trúc vi mô đã được phát triển để kiểm
