Biodegradable zinc based alloys with optimized corrosion, mechanical and biological properties
Project goals
Recently, an interest in biodegradable zinc based materials has been increasing. Pure zinc possesses low strength and corrosion rates. Magnesium, calcium and strontium appear as suitable alloying elements of zinc for application in implantology. It has been also found that the mechanical, corrosion and biological properties of various metallic materials can be influenced by microstructure modification. That can be reached by suitable thermal and thermomechanical treatment. The aim of the proposed project is to design zinc alloys containing Mg, Ca and Sr and modify their microstructure by suitable thermal and thermomechanical treatment. Achieving of that aim needs an interdisciplinary approach, which is ensured by the high degree of the complementarity of the cooperating teams. The influence of various thermal and thermomechanical treatment on microstructure will be correlated with the evolution of mechanical, corrosion and biological properties of the prepared materials. Those will lead to better understanding of those relationships and help to broader use of zinc alloys in medicine.
Keywords
Zinc alloysthermomechanical treatmentcorrosionmechanical propertiesbiodegradation
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Univerzita Karlova / 1. lékařská fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-06110S
Alternative language
Project name in Czech
Biodegradabilní slitiny na bázi zinku s optimalizovanými korozními, mechanickými a biologickými vlastnostmi
Annotation in Czech
V posledních letech roste zájem o biodegradabilní slitiny na bázi zinku. Čistý zinek dosahuje příliš nízkých pevností i korozních rychlostí. Jako nejvhodnější legury zinku se pro lékařské aplikace jeví hořčík, vápník a stroncium. Na různých kovových materiálech bylo dokázáno, že jejich mechanické, korozní i biologické vlastnosti lze vedle chemického složení ovlivnit také modifikací jejich mikrostruktury. Toho lze docílit právě vhodným tepelným a termomechanickým zpracováním materiálu. Cílem předkládaného projektu je navrhnout a připravit vybrané zinkové slitiny obsahující Mg, Ca a Sr a pomocí tepelného zpracování a různých metod termomechanického zpracování modifikovat jejich mikrostrukturu. Nezbytný interdisciplinární přístup je zaručen komplementaritou výzkumných týmů, které se na projektu podílejí. Výsledky pozorování vlivu těchto technik na mikrostrukturu bude korelováno s výsledky testů mechanických, korozních a biologických vlastností. Získané poznatky povedou k lepšímu porozumění těchto vztahů a přispějí k širšímu využití zinkových slitin v medicíně.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The aim of the project was to design and prepare zinc alloys with mechanical, corrosion and biological properties suitable for applications in implantology. ZnMgCa / Sr alloys were prepared and characterized. The corrosion characterisation of ZnMgSr alloy was done together with in vitro cytocompatibility, cytotoxicity and antibacterial activity studies. The results were published.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-U
Data delivery date
Jun 29, 2022
Finance
Total approved costs
12,220 thou. CZK
Public financial support
11,423 thou. CZK
Other public sources
592 thou. CZK
Non public and foreign sources
63 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
12 220 CZK thou.
Public support
11 423 CZK thou.
93%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Materials engineering
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2021