Ученые томского Института физики прочности и материаловедения (ИФПМ) создают биоинертный сплав с низким модулем упругости для производства медицинских имплантатов, сообщает инновационный портал Томкой области «Ино-Томск».

При создании эндопротезов важно подобрать материал, который не только не отторгается организмом, но и обладает такой же степенью упругости, как и костная ткань. Сегодня самый распространенные материалы для имплантатов — технически чистый титан и керамика. Эти материалы обладают прекрасными качествами биосовместимости. Но, как уточняется в сообщении, модуль упругости титана составляет около 120 гигапаскалей, керамики — 200 гигапаскалей, что намного превышает модуль упругости костной ткани. Если модуль упругости материала больше, чем у костной ткани, большая часть нагрузки перераспределяется на имплантат, что приводит к процессу биодеградации кости. Чтобы снизить модуль упругости, в материал для имплантации добавляют никель, но этот металл недостаточно безопасен для организма.

Исследователи предложили создать сплав, в котором будет использоваться ниобий - металл, который традиционно применяется в авиастроении, ракетостроении и для создания промышленных сверхпроводников, но никогда ранее не использовавшийся в медицине. 

«Мы занимаемся сплавами системы титан - ниобий, которые при определенном содержании второго компонента (ниобия) имеет модуль упругости порядка 55 гигапаскалей, что сопоставимо с костной тканью. На выходе должен получиться новый биосовместимый материал с высокими механическими характеристиками, пригодный для изготовления любых имплантатов», — приводятся пояснения технолога 1-й категории лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов ИФПМ Ивана Глухова.

Задачу получения сплава с нужными свойствами осложняет большая разница температур плавления титана и ниобия, поэтому для получения сплавов системы титан-ниобий предложен метод плавки релятивистским пучком электронов вне вакуума. Материал для исследований производятся совместно с коллегами из института ядерной физики, НГТУ, а также с помощью партнеров в Китае. Затем ученые в Томске улучшают механические свойства полученного материала, комбинируя разные методы. В частности, ученые используют различные методы порошковой металлургии: электродуговую плавку и плавку высокоэнергетическим электронным пучком.

Работа над проектом распланирована на два года. За это время будет разработана технологическая цепочка производства сплава, а затем ученые передадут материал для тестирования на биосовместимость специалистам из Германии или Сибирского медуниверситета, отмечается в сообщении.