Abstract
Magnesium alloys have a unique combination of properties in terms of specific strength, modulus of elasticity and biocompatibility, which allows them to be considered as one of the most promising materials for use as temporary bioresorbable implants capable of being replaced by bone tissue in the process of gradual dissolution in the human body, thereby eliminating the need for repeated surgical intervention to remove the implant after healing. In this regard, the world scientific community pays much attention to works aimed at developing methods for controlling the corrosion damage of magnesium alloys. The presented study demonstrates that such precision control can be realized using vacuum zirconium coatings, while Zr itself is already actively used in medicine. It has been shown that the application of a zirconium coating on the MA14 (ZK60) alloy, which is currently considered as one of the possible candidates for use in medical practice, with thicknesses of 0.4 μm and 0.8 μm, can reduce the corrosion damage estimated by the hydrogen yield, based on 110 hours per 1.3 and 1.6 times, respectively. The favorable effect of the zirconium coating on the resistance to corrosion processes is confirmed by the results obtained using a laser confocal microscope: a decrease in both the total corroded area and the depth of corrosion damage was recorded in three-dimensional images of the sample surface. In addition, in the work using scanning electron microscopy, a comprehensive study of the obtained coatings is presented, which made it possible to characterize its structure and chemical composition. The adhesion characteristics of the coating were evaluated by scratching on a tester and showed that for a coating with a thickness of 0.8 μm, fracture is observed at an indentation load of the conical indenter of the order of 0.5 N.
Highlights
Магниевые сплавы обладают уникальным сочетанием свойств по удельной прочности, модулю упругости и биосовместимости, что позволяет их рассматривать как одни из наиболее перспективных материалов для использования в качестве временных биорезорбируемых имплантатов, способных в процессе постепенного растворения в организме человека замещаться костной тканью, тем самым исключая необходимость повторного операционное вмешательства для извлечения имплантата после залечивания
Наиболее эффективным способом решения проблемы слишком низкой коррозионной стойкости магниевых сплавов является использование специальных защитных покрытий, которые ограничивали бы растворение магниевого сплава в первое время
Chemical elements in the human body: reference materials
Summary
В настоящее время магниевые сплавы рассматриваются, как одни из наиболее перспективных материалов для применения в качестве биорезорбируемых имплантатов в медицинской промышленности [1, 2]. В качестве основных перспективных сплавов для применения в медицине рассматриваются как уже известные системы Mg-Zn-Zr [3], так и новые Mg-Zn-Ca и Mg-Y-Zr [4]. Наиболее эффективным способом решения проблемы слишком низкой коррозионной стойкости (высокой скорости резорбции) магниевых сплавов является использование специальных защитных покрытий, которые ограничивали бы растворение магниевого сплава в первое время. Наносимых на магниевые сплавы в вакууме (рассматривается наиболее чистая среда, что принципиально важно для медицинских изделий), наиболее разработанной являются технологии вакуумного алюминирования [8]. Наиболее перспективными для практического применения видятся титановые и циркониевые покрытия, так как соединения на базе этих элементов уже активно используются в качестве постоянных имплантатов [10,11]. В представленной работе проводится комплексное исследование вакуумных циркониевых покрытий, наносимых на магниевый сплав МА14 (ZK60), который в настоящее время рассматривается как один из возможных кандидатов на использование в медицинской практике
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
