Специалисты Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина предложили способ повысить долговечность титановых костных имплантов. Для этого на поверхность изделий наносят слой ниобия, насыщенного кислородом. Как сообщили ТАСС в СГТУ, технология также направлена на снижение риска отторжения имплантов.
Проект выполнила группа под руководством Александра Фомина, который возглавляет кафедру «Материаловедение и биомедицинская инженерия» Института машиностроения, материаловедения и транспорта СГТУ. Исследование поддержал Российский научный фонд в рамках гранта. Полученные результаты опубликованы в журнале «Вестник Московского энергетического института».
По данным университета, покрытие из ниобия формирует на титане защитный слой. Испытания показали, что после обработки твердость образцов становится более чем в шесть раз выше, чем у чистого титана. Это должно повысить качество и срок службы медицинских имплантов и одновременно уменьшить вероятность их отторжения.
Титановые сплавы широко используют для изготовления костных имплантов благодаря хорошей совместимости с организмом. Однако самому титану не хватает прочности при длительных нагрузках, которым подвергаются кости и суставы во время движения. Поэтому в сплавы вводят алюминий и ванадий, но эти компоненты со временем способны выделяться из материала и провоцировать воспаление прилегающих тканей.
В качестве более безопасного компонента ученые рассматривают ниобий, который не обладает токсичностью для организма и значительно повышает твердость. Применять этот металл как основный материал импланта сложно из-за особенностей его обработки. Одним из решений стало формирование тонкого кислородно-насыщенного ниобиевого слоя на поверхности готового титанового изделия.
Покрытие создавали методом напыления в вакууме: тестовые диски из технического титана размещали напротив кольцевой мишени из ниобия. Мишень нагревали индукционным током до температуры выше 2 тыс. градусов Цельсия, после чего испаряющийся металл оседал мельчайшими частицами и проникал в приповерхностный слой титана. Подбирая силу тока и продолжительность процесса, исследователи нашли оптимальные условия обработки, которые, по словам Александра Фомина, открывают возможности для более надежных имплантов, особенно в ортопедии.
Читайте также: