Ученые Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина разработали для титановых костных имплантов защитный слой из ниобия, насыщенного кислородом. Новая обработка должна увеличить срок службы изделий и уменьшить вероятность их отторжения. О разработке сообщили ТАСС в пресс-службе СГТУ.
Работой руководил заведующий кафедрой «Материаловедение и биомедицинская инженерия» Института машиностроения, материаловедения и транспорта СГТУ Александр Фомин. Исследование получило поддержку гранта Российского научного фонда. Результаты ученые представили в журнале «Вестник Московского энергетического института».
В университете пояснили, что созданный ниобиевый слой выполняет роль защитного покрытия для титановых имплантов. После такой обработки твердость материала увеличивается более чем в шесть раз по сравнению с чистым титаном. Разработка предназначена для повышения надежности и долговечности медицинских изделий, а также для снижения риска их отторжения.
Костные импланты обычно делают из титановых сплавов, поскольку этот металл хорошо приживается в организме. При этом чистый титан недостаточно прочен для постоянных нагрузок, возникающих при ходьбе и беге. Для укрепления материала применяют алюминий и ванадий, однако со временем эти примеси могут высвобождаться и становиться причиной воспаления окружающих тканей.
Ниобий рассматривается как более безопасная добавка: он не токсичен для организма и способен заметно увеличить твердость материала. Использовать его как самостоятельную основу для имплантов сложно из-за трудностей обработки. Поэтому специалисты СГТУ сосредоточились на нанесении тонкого кислородно-насыщенного покрытия из ниобия на уже готовые изделия из титана.
Для получения слоя ученые использовали вакуумное напыление. В камеру помещали титановые диски и кольцевую ниобиевую мишень, которую индукционным током нагревали до температуры свыше 2 тыс. градусов Цельсия, после чего частицы ниобия оседали на поверхности и внедрялись в верхний слой титана. Изменяя силу тока и продолжительность обработки, исследователи определили оптимальный режим, а Александр Фомин отметил перспективность технологии для создания более прочных и долговечных имплантов, в том числе для ортопедии.