Il magnesio come materiale medico
Proprietà Meccaniche
Uno dei principali vantaggi dell‘uso del magnesio metallico per la rigenerazione e la riparazione ossea è rappresentato dalle sue proprietà meccaniche. A differenza di altri impianti metallici che hanno una elevata rigidità, il magnesio ha una rigidità più simile a quella dell‘osso umano (Chen, 2018; Riaz, 2018; Wang, 2012). Poiché il magnesio metallico è degradabile, inizialmente fornisce una struttura sicura durante il periodo critico di guarigione, dopodiché viene sostituito dall‘osso nativo del paziente. Rispetto ad altri materiali riassorbibili, come il collagene o i polimeri sintetici, il magnesio è intrinsecamente più forte. La maggiore resistenza meccanica del magnesio si traduce in una maggiore capacità di fissaggio della NOVAMag ® fixation screw, nonché in una migliore stabilità e mantenimento dello spazio sotto la NOVAMag ® membrane. Degradazione Una volta impiantato nel corpo, il magnesio metallico si degrada naturalmente. Quando si degrada, il magnesio forma sali di magnesio che vengono poi riassorbiti dall‘organismo (Agha et al., 2016). Molti dei sali di magnesio prodotti sono utilizzati in campo medico come antiacidi o come polvere nei dentifrici. Durante il processo di degradazione, il magnesio metallico rilascia ioni di magnesio (Mg 2+ ) che hanno molti effetti positivi nell‘organismo, svolgendo un ruolo attivo nella produzione di ATP, negli impulsi nervosi, nella contrazione muscolare e nella crescita e salute delle ossa (Gröber, 2015; Wolf, 2003). Le influenze positive del Mg 2+ sulle ossa includono la stimolazione della loro crescita e il loro mantenimento (Glenske, 2018). Poiché il corpo umano è sottoposto ad un regolare apporto naturale di ioni magnesio, ha una via consolidata per la sua escrezione nelle urine (Ternes, 2013). Di conseguenza, l‘organismo può utilizzare questa via per eliminare gli ioni di magnesio in eccesso rilasciati durante la degradazione. Rigenerazione dei tessuti I supporti di magnesio impiantati mostrano un‘eccellente risposta tissutale, stimolando la crescita del tessuto osseo e la vascolarizzazione (Yazdimamaghani, 2017). Quando il magnesio metallico si degrada, rilascia ioni di magnesio (Mg 2+ ), noti per i loro effetti positivi sulla crescita delle cellule ossee e per accelerare la guarigione dell‘osso (Liu, 2018; Hieu, 2013). È stato dimostrato che gli ioni Mg 2+ aumentano l‘attività metabolica degli osteoblasti e l‘espressione delle proteine nelle cellule di derivazione ossea (Zreiqat, 1999). Un materiale implantare ideale Il magnesio ha molte proprietà benefiche per l‘uso come materiale da impianto. La biocompatibilità del magnesio è stata dimostrata dal suo datato utilizzo in applicazioni mediche. Le sue proprietà di materiale rigido ma degradabile gli consentono di fornire una stabilità iniziale durante il periodo critico di guarigione, ma anche di degradarsi successivamente, evitando la necessità di rimuoverlo durante un ulteriore intervento chirurgico, riducendo così l‘invasività e la morbilità del paziente. Quando si degrada, rilascia ioni di magnesio, elementi essenziali per il corpo umano, noti per i loro effetti positivi sull‘osso. L‘insieme di queste proprietà rende il magnesio un materiale ideale per gli impianti e perfetto per le applicazioni di chirurgia rigenerativa dentale.
Storia Il magnesio metallico è utilizzato come materiale per impianti medici fin dalla fine del XIX secolo (Witte, 2010). Nel 1878, il medico Edward C. Huse utilizzò fili di magnesio come legatura per fermare le arterie radiali sanguinanti. La sua ricerca riportò eccellenti proprietà biocompatibili e la degradazione in situ dei fili di magnesio. Tuttavia, solo nel 1900 il magnesio fu impiegato nelle applicazioni muscoloscheletriche da Erwin Payr, che introdusse l‘idea di utilizzare placche e lastre di magnesio nelle artroplastiche articolari.
Le prime ricerche cliniche sono state ostacolate dalle limitate conoscenze metallurgiche e dalla tecnologia. Ciò ha impedito al magnesio di diventare un materiale implantare importante.
INFLUENZA DEGLI IONI METALLICI SUI PROCESSI BIOLOGICI Rigenerazione ossea
ATTIVITÀ E PROLIFERAZIONE DEGLI OSTEOBLASTI
FORMAZIONE DELL’OSSO
DIFFERENZIAZIONE OSTEOGENICA
MINERALIZZAZIONE
cellule staminali mesenchimali
matrice ossea
osteoblasti
osteoblasti
ossa
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