チタン合金とステンレス鋼の脊椎インプラントの間のガルバニック腐食は臨床的懸念ですか？

背景のコンテキスト：外科医は、ガルバニック腐食合併症を恐れるために、異なる金属クラスで作られた成分を混合することをためらっています。しかし、in vitroの研究では、脊髄インプラントに使用される2つの主要な金属合金であるチタンとステンレス鋼の間のガルバニック腐食の重要な可能性を示すことができませんでした。金属混合に起因するガルバニック腐食は、脊髄インプラントシステムの文献では説明されていません。 目的：循環圧縮曲げ中に、ガルバニック潜在性がチタンおよびステンレス鋼の脊髄インプラント成分のin vitro腐食に大きく影響するかどうかを判断します。 研究デザイン/設定：椎弓根ネジ、スロット付きコネクタ、直径6.35 mmのロッド、およびポリエチレン試験ブロックに組み立てられた横棒コネクタで構成される両側脊椎インプラントコンストラントは、in vitroでテストされました。2つのコンストラクトには、混合ステンレス鋼（SS-SS）とチタン（SS-TI）コンポーネントを備えたステンレス鋼ロッドがあり、2つのコンストラクトには、混合ステンレス鋼（TI-SS）とチタン（TI-TI）コンポーネントを備えたチタンロッドがありました。 方法：各コンストラクトは、37 Cでリン酸緩衝生理食塩水（pH 7.4）に浸漬し、300 Nのピーク負荷と5 Hzの周波数を500万人まで5 Hzまでの正弦波負荷制御機能を使用して、環状圧縮曲げでテストしましたサイクルに到達しました。次に、サンプルを除去し、腐食の証拠について視覚的に分析しました。さらに、走査型電子顕微鏡（SEM）およびエネルギー分散分析（EDS）を使用して、相互接続での腐食の程度を評価しました。 結果：テスト中にコンストラクトが失敗しませんでした。分解後のインプラント成分の粗い観察により、別の成分と接触していなかったインプラントの表面に腐食が発生していないことが明らかになりました。Ti-Tiインターフェイスは、SEMとEDを使用してのみ検出可能な腐食のいくつかの小さな兆候を示しました。SS-SSインターフェイスで最大の量の腐食が発生し、SS-TiおよびTi-SSインターフェイスでは質的に少なかった。 結論：この研究の結果は、生理食塩水に動的に負荷をかけると、ステンレス鋼のインプラント成分がチタンよりも腐食に対する感受性が高いことを示しています。さらに、異なる金属間のガルバニックの可能性は、どちらの腐食に識別可能な影響を引き起こしません。チタン合金とステンレス鋼の混合物は提唱されていませんが、この研究の結果は、すべてのステンレス鋼構造よりもSS-TI混合界面でガルバニック腐食があまり顕著ではないことを示唆しています。

BACKGROUND CONTEXT: Surgeons are hesitant to mix components made of differing metal classes for fear of galvanic corrosion complications. However, in vitro studies have failed to show a significant potential for galvanic corrosion between titanium and stainless steel, the two primary metallic alloys used for spinal implants. Galvanic corrosion resulting from metal mixing has not been described in the literature for spinal implant systems. PURPOSE: To determine whether galvanic potential significantly affects in vitro corrosion of titanium and stainless steel spinal implant components during cyclical compression bending. STUDY DESIGN/SETTING: Bilateral spinal implant constructs consisting of pedicle screws, slotted connectors, 6.35-mm diameter rods and a transverse rod connector assembled in polyethylene test blocks were tested in vitro. Two constructs had stainless steel rods with mixed stainless steel (SS-SS) and titanium (SS-Ti) components, and two constructs had titanium rods with mixed stainless steel (Ti-SS) and titanium (Ti-Ti) components. METHODS: Each construct was immersed in phosphate-buffered saline (pH 7.4) at 37 C and tested in cyclic compression bending using a sinusoidal load-controlling function with a peak load of 300 N and a frequency of 5 Hz until a level of 5 million cycles was reached. The samples were then removed and analyzed visually for evidence of corrosion. In addition, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS) were used to evaluate the extent of corrosion at the interconnections. RESULTS: None of the constructs failed during testing. Gross observation of the implant components after disassembly revealed that no corrosion had occurred on the surface of the implants that had not been in contact with another component. The Ti-Ti interfaces showed some minor signs of corrosion only detectable using SEM and EDS. The greatest amount of corrosion occurred at the SS-SS interfaces and was qualitatively less at the SS-Ti and Ti-SS interfaces. CONCLUSIONS: The results from this study indicate that when loaded dynamically in saline, stainless steel implant components have a greater susceptibility to corrosion than titanium. Furthermore, the galvanic potential between the dissimilar metals does not cause a discernible effect on the corrosion of either. Although the mixture of titanium alloy with stainless steel is not advocated, the results of this study suggest that galvanic corrosion is less pronounced in SS-Ti mixed interfaces than in all stainless steel constructs.