Tenké hořčíkové dráty pro biodegradabilní implantáty

0580231 - FZÚ 2024 CZ cze D - Thesis
Tesař, Karel
Tenké hořčíkové dráty pro biodegradabilní implantáty.
[Thin magnesium wires for biodegradable implants.]
Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT. Defended: Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT. 10.1.2023. - Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2022. 132 s.
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) EF16_019/0000760
Grant - others:OP VVV - SOLID21(XE) CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000760
Institutional support: RVO:68378271
Keywords : magnesium * direct extrusion * biodegradable materials * mechanical properties * microstructure
OECD category: Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Cílem této doktorské práce je započít vývoj tenkých hořčíkových drátů určených k aplikaci v implantologii. Součástí práce je nalezení vhodné slitiny a diskuze možností, jak z ní připravit tenký drát metodou přímé extruze. To zahrnuje charakterizaci mikrostruktury, nečistot, mechanických vlastností, tvářecích podmínek, dvojčatění a texturně závislé anizotropie. Je prezentována metoda pro efektivní přípravu tenkých drátů z čistého hořčíku
a následně je studován vliv tvářecích podmínek na vlastnosti připraveného drátu. Kopolymer L-laktidu a ε-kaprolaktonu byl využit ke zlepšení korozních vlastností drátů. K zamezení rozptylu mechanických vlastností, způsobených občasnou přítomností částic MgO jako nečistot z tavby, jsou dráty splétány do lanek. Na základě výsledků této práce by tato lanka mohla být využita pro fixaci hrudní kosti u dětských pacientů.


The aim of this doctoral thesis is to begin the development of thin magnesium wires for implant applications. It consists of finding the suitable alloy and discussing the possibilities to prepare the wire via direct extrusion. Due to the difficulties that arise with extensive alloying and subsequent production of thin wires a Mg-0.4Zn alloy was chosen as the initial material. The results of corrosion tests in artificial body fluids made necessary the employment of a coating that slows down the initial degradation processes and makes further surface functionalization possible. A copolymer of L-lactide and ε-caprolactone is used to further improve the corrosion properties of the wires. Based on the results, these ropes could be potentially used for sternal fixation in pediatric patients, where the physiologic loads on the sternum are not as severe as for adults. A possibility of a biodegradable sternal fixation would be beneficial to minimize post-sternotomy pain syndrome.

Permanent Link: https://hdl.handle.net/11104/0348982