Corrosion kinetics of magnesium alloys for bioresorbable biomedical implants coated by plasma electrolytic oxidation

Magnesium alloys are currently employed in the development of bioresorbable medical devices, such as osteosynthesis implants and cardiovascular stents. For the successful application of these devices, it is essential to precisely control the degradation rate by tailoring the corrosion kinetics through alloying strategies and/or the application of biocompatible coatings, for instance via plasma electrolytic oxidation (PEO). The aim of this study is to evaluate the effect of PEO coatings produced in phosphate-based electrolytes on the corrosion kinetics of Mg-RE and Mg-Y-RE alloys (EV31A and WE43B, respectively), and commercially pure magnesium (Mg-CP), which was used as a reference. For all materials, oxygen- and phosphorus-rich coatings with thickness in the 20-30 µm range were obtained. Hydrogen evolution corrosion tests, carried out in isotonic solution (0.9% NaCl) at 37 °C, revealed a reduction in corrosion rates for the coated specimens compared to their uncoated counterparts, but mainly in alloys with intrinsically lower corrosion resistance.

Le leghe di magnesio sono attualmente utilizzate per lo sviluppo di dispositivi biomedici a progressivo riassorbimento come mezzi di osteosintesi e stent cardiovascolari. Per il successo di tali dispositivi, è necessario definire accuratamente i tempi di degradazione, regolando le velocità di corrosione intervenendo sulla composizione chimica e/o applicando rivestimenti biocompatibili, per esempio tramite ossidazione elettrolitica al plasma (PEO). Lo scopo di questo lavoro è valutare le caratteristiche di rivestimenti PEO realizzati in soluzioni elettrolitiche contenenti fosfati sulle cinetiche di corrosione di leghe Mg-RE e Mg-Y-RE (EV31A e WE43B, rispettivamente) e di magnesio commercialmente puro (Mg-CP), utilizzato come riferimento. In tutti i materiali, sono stati ottenuti strati ricchi di ossigeno e fosforo con uno spessore variabile tra 20-30 µm. Le prove di corrosione di evoluzione di idrogeno, effettuate in soluzione isotonica (0.9% NaCl) a 37 °C, hanno mostrato una riduzione delle cinetiche di corrosione dei provini rivestiti rispetto agli omologhi non rivestiti, ma principalmente nelle leghe con una resistenza a corrosione intrinseca più bassa.