Поиск - новости науки и техники

Планы на сплав

Уникальное сочетание таких качеств, как прочность и упругость, позволяет человеческой костной ткани долго выдерживать циклические нагрузки. Титановые имплантанты, которыми хирурги заменяют сегодня изношенные кости и суставы человека, прочны, биосовместимы, но не обладают достаточной гибкостью. Их более жесткий, чем кость, материал принимает нагрузки на себя, и клетки костной ткани начинают отмирать из-за нарушения механико-биологического равновесия. Пропадает механическая связь с костью, имплантат расшатывается и уже сам нуждается в замене. Продлить срок службы этих медицинских изделий поможет разработка российских и канадских исследователей. Статья о результатах их совместной научной работы опубликована в журнале Materials Science and Engineering: A.
Группа молодых ученых из Национального исследовательского технологического университета “МИСиС” (НИТУ “МИСиС”) под руководством доктора физико-математических наук профессора Сергея Прокошкина вместе с коллегами из Высшей технологической школы (Монреаль, Канада) разработала сплав с памятью формы, обладающий такой же упругостью, что и костная ткань. Созданный только из биосовместимых металлов – титана, циркония и ниобия – этот сплав может серьезно продлить срок службы медицинских имплантатов. О перспективах его практического применения рассказал участник исследовательской группы старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ “МИСиС” Вадим Шереметьев:
– Сейчас вместе с индустриальным партнером ООО “КОНМЕТ” наша международная научная группа разрабатывает промышленную технологию получения заготовок – прутков круглого сечения – для будущих имплантатов. Чтобы в длинномерных продуктах сплава сформировать внутреннюю структуру, обеспечивающую наилучшее сочетание его функциональных свойств, требуется строго определенная последовательность процедур, которая включает разные виды обработки заготовок давлением при высоких температурах. Из прутков будут изготавливаться балки для систем транспедикулярной фиксации позвоночника. Такие системы крепятся к позвоночнику через ножку (педикулу) позвонка – отсюда и название процедуры. Применяются они для лечения сложных форм сколиоза. Балки из сплава титан – цирконий – ниобий будут обладать высокой функциональной усталостной долговечностью при эксплуатации в условиях повышенных деформаций. Благодаря их низкой жесткости риск нанести травму пациенту значительно уменьшится, а качество его жизни улучшится.
Новый сверхупругий сплав также можно использовать в персонализированной медицине. Исследователи научились формировать его в виде порошка заданного состава, что сделало этот материал пригодным для аддитивных технологий, т.е. для создания при помощи 3D-печати металлических имплантатов заданной степени пористости.
– Разработанный учеными НИТУ “МИСиС” новый сплав имеет очень большие перспективы применения в травматологии, ортопедии и вертебрологии (раздел медицины, изучающий заболевания позвоночника и спины), – считает руководитель группы вертебрологии Центрального научно-исследовательского института травматологии и ортопедии имени Н.Н.Приорова доктор математических наук Александр Кулешов. – Он может стать альтернативой продуктам зарубежных технологий (Dynesis, PEEK и другим сплавам), которые сегодня широко используются в медицине.

По материалам пресс-службы НИТУ “МИСиС”

Нет комментариев