Surface functionalisation of magnesium alloys for biodegradable implants

Abstract

The most important challenge for tissue engineering is the design and fabrication of biomaterials that fulfil specific functions according to the needs of society. In the Introduction of this Doctoral Thesis emphasis is placed on the literature review of magnesium based biomaterials in terms of their corrosion behavior under physiological conditions similar to those of the human body. Both commercially available materials and materials under development for application in temporary orthopaedic and cardiovascular implants are reviewed. The main limitation of magnesium based alloys is their low corrosion resistance under physiological conditions leading to premature implant failure.Surface modification of temporary implants is a strategy that enables modulation of surface composition and topography as well as the implant degradation rate according to specific needs. A bibliographic study has been carried out focussing on the advances in hybrid biomaterials achieved through combination of ceramic and polymeric layers, revealing their potential for controlled drug delivery and improved biocompatibility of the implant. The literature review revealed the challenge that loaded drugs can present for the degradation rate of magnesium alloy-based implants. The inhibitory or accelerating effect of the drugs on corrosion behavior of the system is currently overlooked...El reto más importante para la ingeniería de tejidos es el diseño y fabricación de biomateriales que cumplan las funciones específicas según las necesidades de la sociedad. En la Introducción de esta Tesis Doctoral se enfatiza en la revisión bibliográfica de los biomateriales de base magnesio en términos de su comportamiento a la corrosión en condiciones fisiológicas similares a las del cuerpo humano. Se revisan tanto los materiales comercializados como los materiales en desarrollo para su aplicación en implantes temporales ortopédicos y cardiovasculares. La principal limitación de estas aleaciones de base magnesio es su baja resistencia a la corrosión en condiciones fisiológicas dando lugar a un fallo prematuro del implante. La modificación superficial de estos implantes es una estrategia interesante que permite modular la composición y la topografía de la superficie, así como la velocidad de degradación del implante según las necesidades específicas buscadas. Se ha realizado un estudio bibliográfico centrado en los avances en biomateriales híbridos mediante la combinación de capas cerámicas y poliméricas, revelando su potencial para la administración controlada de fármacos y la mejora de la biocompatibilidad del implante. La revisión bibliográfica reveló que los fármacos cargados pueden presentar un desafío para la velocidad de degradación de los implantes basados en aleaciones de magnesio. El efecto inhibidor o acelerador de los fármacos sobre el comportamiento de la corrosión del sistema es actualmente ignorado...