Новый универсальный сплав для имплантантов готовят российские ученые

Томский Институт физики прочности и материаловедения входит в исследовательскую группу по изучению и созданию нового сплава для имплантатов. Речь идет о костных имплантатах, которые сегодня во всем мире изготавливают из чистого титана, коэффициент упругости которого составляет 120 гигапаскалей, и керамики, с показателем упругости в 200 гигапаскалей. Исследователи отмечают, что при протезировании такими имплантами в организме происходит перераспределение нагрузки, что приводит к деградации суставов и костей. Ученым удалось найти компромиссное решение, когда материал импланта приближается к упругости человеческой кости. Таким материалом стал сплав титана и ниобия. В лабораторных условиях исследователям удалось довести коэффициент упругости этого сплава до 55 гигапаскалей, что соответствует требованиям костного протезирования и приближается к показателям упругости кости. Сплав еще находится на стадии совершенствования, так как ученые хотят создать универсальный биосовместимый материал для всех видов протезирования. Еще одно условие, которое они хотят воплотить в жизнь – это простота его изготовления. С этим пока у исследовательской группы наблюдаются сложности. Дело в том, что получение сплава с необходимой концентрацией ниобия оказалась довольно сложной задачей из-за большой разницы в температурах плавления этих материалов. Ученые пытаются справиться с этой задачей с помощью методики плавления материалов пучком электронов, когда он выпускается в атмосферу через малое отверстие диаметром в 1 мм, что позволяет использовать его вне вакуума. Электронный пучок с энергией электронов свыше 1 Мэв – единственный источник энергии способный плавить порошковые слои с удобной для наплавки толщиной 1 - 3 мм. Этой непростой задачей занимаются специалисты из Института ядерной физики, Новосибирского государственного техуниверситета, а также зарубежные коллеги из научной лаборатории КНР. Исследователи пытаются получить ожидаемый результат, используя известные методы порошковой металлургии, такие как электродуговая плавка и плавка высокоэнергетическим электронным пучком. Для эффективности процесса подбирается оптимальный режим, а после получения сплава, исследователи улучшают его механические свойства при помощи интенсивной пластической деформации. У ученых еще есть время на эксперименты, они вкладываются в запланированные сроки реализации этого проекта. На финальной стадии проект будет протестирован на биосовместимость.