Ученые из Саратова нашли способ сделать костные имплантаты тверже более чем в шесть раз. Основой для таких протезов чаще всего служат титановые сплавы, рассказали в Российском научном фонде. В организме они приживаются отлично, но постоянные нагрузки, которые выпадают на долю костей и суставов, выдерживают плохо. Об этом сообщает портал СаратовБизнесКонсалтинг.
Чтобы исправить положение, в металл вводят примеси — алюминий и ванадий. Прочность они действительно повышают, однако со временем могут высвобождаться и провоцировать воспаление окружающих тканей.
Безопасная альтернатива — ниобий. Для организма он не токсичен, как и титан, а твердость увеличивает в разы. Самостоятельной основой для имплантатов этот металл стать не может: его трудно обрабатывать, например резанием, чтобы придать изделию нужную форму. Вот почему ниобий наносят тонким кислородно-насыщенным слоем на уже готовые титановые конструкции.
В Саратовском государственном техническом университете предложили напылять такое покрытие в вакууме. Тестовые диски из технического титана поместили в камеру, а напротив разместили мишень из ниобия в виде кольца. Индукционный ток разогрел ее свыше 2 тысяч градусов. Металл постепенно испарялся и мельчайшими частицами оседал, внедряясь в приповерхностный слой.
Замеры после обработки показали: твердость образцов поднялась более чем в шесть раз по сравнению с чистым титаном.
Руководитель проекта Александр Фомин, доктор технических наук и завкафедрой материаловедения и биомедицинской инженерии, отметил, что технология открывает перспективы для надежных и долговечных имплантатов, особенно в ортопедии, где важны прочность и совместимость с тканями. Список распыляемых материалов планируют расширить, в частности изучить влияние молибдена. Рост твердости рабочих поверхностей, по его словам, повысит износостойкость и надежность титановых изделий, в том числе медицинских.