Исследователи Университета Лобачевского разработали технологию биметаллической 3D-печати, которая решает главное противоречие современной имплантологии: как сделать протез одновременно сверхпрочным и абсолютно безопасным для организма.
Суть проблемы: Сегодня в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии широко применяют титановый сплав Ti-6Al-4V. Он прочен, но содержит алюминий и ванадий. Со временем микрочастицы этих элементов могут высвобождаться, вызывая токсические эффекты: поражение нервной системы, снижение прочности костной ткани, а в отдаленной перспективе — даже развитие болезни Альцгеймера. Чистый титан абсолютно инертен и биосовместим, но уступает по прочности, что ограничивает его применение в конструкциях, подвергающихся высоким нагрузкам.
Технологическое решение: Ученые НИФТИ ННГУ предложили объединить два материала в рамках одного цикла селективного лазерного сплавления. Внутренний каркас имплантата формируется из прочного титанового сплава Ti-6Al-4V, обеспечивая надежность и долговечность конструкции. Внешний слой, толщиной всего 1–1,5 мм, который непосредственно контактирует с костью, создается из абсолютно безопасного чистого титана. Этот биоинертный слой не только изолирует организм от вредного воздействия, но и способствует ускоренной и эффективной остеоинтеграции — срастанию имплантата с костной тканью.
Результат и значение: «Предложенный способ решает основное противоречие в характеристиках материалов, используемых в имплантологии, — пояснил один из авторов разработки Сергей Шотин. — Формируется высокопрочная конструкция, полностью изолированная биосовместимой оболочкой от взаимодействия с организмом». Технология особенно перспективна для педиатрической травматологии, где имплантаты приходится менять по мере роста ребенка, а также для создания персонализированных протезов суставов и зубных имплантатов с учетом индивидуальных анатомических особенностей пациентов. Метод успешно прошел лабораторные испытания и готовится к внедрению.