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Well I haven’t been writing for a while now, and I’m not going to explain it here so let’s go straight to the point: COLABS.

As you know the COLABS program is what took me here so it’s the core of my exchange experience…well in this period I’m going to do some research around metals alloys for biomedical application, which fit perfectly what I’ve been studying for the last two years.

In the last two weeks I’ve been reading through a number of papers, mostly written by my advisor prof. Nomura (published by Acta Biomatrialia), about Zirconium Alloys for biomedical applications.
The main point of zirconium is that it has a high corrosion resistance, biocompatibility and good mechanical properties taking into account that it’s relatively low density (6.5 g/cc). Well now the one among you who have a scientific background would say “actually titanium is far better under any aspect”. You are true, almost; It’s true that Ti has better mechanical properties, better corrosion resistance and biocompatibility, moreover it’s much lighter.
The problem with titanium comes when you perform an NMR analysis, in which the magnetic susceptibility of titanium becomes a problem. What happens is that around a metallic object it will be impossible to see anything due to the magnetic properties of metals.
In other words if you have a titanium knee prosthesis and you get a NMRI in the final picture your knee will be missing due to the formation of artefacts around the prosthesis.
So compared to all the other “biomedically feasible” materials Zirconium is the one with the lower magnetic susceptibility; but before using it massively better alloys have to be developed, to tailor mechanical, magnetic and physical properties.
So we finally comes to my research, that will be on a particular Zr-alloy developed to reduce artefacts formations, and I’ll study the effect of the Spark Plasma Sintering technique on the final properties of these alloys.

The whole work is going to take me all the time I have because I’ve quite a lot of staff to do, other updates will come in the future and I don’t want to bother you too much with technical articles.


Non ho scritto per un pezzo, ma non intendo annoiarvi con il perché: c’è già troppa roba tecnica scritta a seguire.
Come già saprete il cuore del mio programma di scambio si chiama COLABS, e proprio di questo voglio parlare.
In questi mesi all’università Tohoku sono assegnato a un laboratorio del dipartimento di ingegneria dei materiali e avrò l’opportunità di lavorare su leghe metalliche per applicazioni biomediche, che è esattamente quello che sto studiando da due anni quindi capita decisamente a fagiolo.

Le ultime due settimane le ho passate, come sempre all’inizio di una ricerca, a leggere articoli di ricerca sugli argomenti che andrò a trattare; in particolare diversi di questi report sono del mio academic advisor prof. Nomura (pubblicati da Acta Biomaterialia).
Il mio lavoro si concentrerà sulle leghe di zirconio, rese interessanti dall’ottima resistenza alla corrosione, biocompatibilità e proprietà meccaniche soddisfacenti in rapporto al peso (6.5 g/cc).
I più preparati fra voi diranno “beh ma il titanio è decisamente migliore sotto ognuno di questi aspetti”, e in un certo senso a ragione; tuttavia c’è una proprietà particolare che rende lo Zr più interessante del Ti: la suscettibilità magnetica.
Praticamente avere delle protesi metalliche rende problematiche le analisi alla risonanza magnetica; infatti il metallo reagirà al campo magnetico formandone uno a sua volta con il risultato che la zona intorno alla protesi diventa invisibile.
In altre parole se avete una protesi al ginocchio e vi fate una risonanza alla gamba vedrete che nelle immagini il ginocchio non si vede a causa della formazione di quelli che si chiamano “artefatti” intorno alla protesi stessa.

Per risolvere questo problema vanno sviluppate leghe con la suscettibilità più bassa possibile, e in questo campo diventa interessante lo zirconio perché ha la suscettibilità magnetica più bassa fra i metalli di interesse biomedico.
Chiudiamo quindi il cerchio dicendo che la mia ricerca si inserisce proprio qui, nel tentativo di sviluppare una lega di zirconio con proprietà tali da essere una valida alternativa al Ti6Al4V ad oggi massicciamente utilizzato.
Non voglio esser troppo noioso quindi chiudo aggiungendo solo che valuterò le conseguenze dell’utilizzo dello Spark Plasma Sintering come metodo di produzione, infatti le proprietà finali di un materiale non dipendono solo dalla sua composizione e forma, ma anche dal metodo produttivo.

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2 thoughts on “COLABS perspectives

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