В городе разработали метод для повышения твердости имплантатов

Саратовские ученые разработали метод для многократного повышения твердости имплантатов.

Как сообщает Российский научный фонд, чаще всего костные имплантаты изготавливают из сплавов титана - металла, который очень хорошо "приживается" в организме, но он недостаточно прочен, чтобы выдерживать постоянные нагрузки, которые испытывают кости и суставы, поэтому к нему добавляют примеси - алюминий и ванадий. Они повышают прочность материала, но со временем могут высвобождаться из имплантата и вызывать воспаление близлежащих тканей.

В качестве более безопасного упрочняющего компонента можно использовать ниобий - он, как и титан, абсолютно не токсичен для организма, и при этом в разы повышает твердость. Однако ниобий не используют в качестве самостоятельной основы для имплантатов из-за того, что его очень сложно обрабатывать - например, резанием, чтобы придать нужную форму. Поэтому ученые ищут способы наносить ниобий в виде тонких кислородно-насыщенных покрытий на готовые титановые имплантаты.

Исследователи из Саратовского государственного технического университета предложили создавать такие покрытия с помощью напыления в вакууме. Авторы поместили в вакуумную камеру тестовые диски из технического титана, а напротив них - ниобиевую мишень в виде кольца. С помощью индукционного тока мишень нагрели свыше 2 тысяч градусов. При такой температуре ниобий постепенно испарялся, в виде мельчайших частиц тонким слоем оседал и внедрялся в приповерхностный слой титана.

Эксперименты показали: после нанесения покрытия твердость образцов увеличилась более чем в 6 раз по сравнению с чистым титаном.

"Предложенная технология открывает перспективы для создания надежных и долговечных медицинских имплантатов, особенно в ортопедии, где важны высокая прочность и хорошая совместимость материала с тканями организма. Мы планируем расширить перечень распыляемых материалов, в частности рассмотрим влияние молибдена. Повышение твердости рабочих поверхностей имплантируемых конструкций позволит увеличить износостойкость и надежность перспективных титановых изделий, в том числе медицинских", - рассказал руководитель проекта Александр Фомин, доктор технических наук, завкафедрой "Материаловедение и биомедицинская инженерия" СГТУ.