Томские ученые разработали имитирующий костную ткань материал для имплантатов
Материаловеды СФТИ ТГУ запатентовали способ получения нового материала для создания имплантатов. Его свойства сравнимы с тем, как ведут себя костные ткани организма человека при физиологических нагрузках, сообщает пресс-служба вуза.
Ученые хотели получить материал для имплантатов, который бы был биосовместимым, высокопрочным, коррозионностойким и долговечным, но при этом — подобен костным тканям.
Получить такой материал удалось с помощью добавок порошка Ti к пористому порошковому сплаву на основе никелида титана. Добавки позволили регулировать коэффициент пористости и достигать эластичного поведения, а также эффекта памяти формы.
«Живые ткани изменяют свою форму под действием нагрузки не упруго, а по особой гистерезисной закономерности. Это очень необычный процесс: при начале деформирования биологическая система сильно сопротивляется и быстро накапливает напряжение, но потом выходит на плато — и дальше деформация идет без увеличения напряжений. А при разгрузке биологическая система как бы сопротивляется данной разгрузке и после снятия внешних напряжений полностью восстанавливает исходную форму», — пояснил один из авторов разработки Сергей Аникеев.
Новый материал, способ получения которого запатентовали ученые, при нагрузках ведет себя точно так же. В сплаве на основе никелида титана проявляется такая же гистерезисная зависимость изменения формы. Поэтому такие имплантаты соответствуют новейшим медицинским требованиям.
«Традиционные материалы для имплантатов, такие как титан, тантал, нержавеющая сталь, не способны проявлять гистерезисное формоизменение под действием нагрузки. Из них делают высокопрочные спицы, штифты, пластины, чтобы под действием нагрузок в организме человека они не изменили свою форму. <...>. А наш материал «живет» вместе с организмом», — добавил Аникеев.
Эластичный пористый материал на основе TiNi способен изменять свою форму на величину до 6-7 % без остаточной деформации. Имплантаты, изготовленные на основе такого сплава, имеют физико-механические параметры, которые максимально приближены к костным тканям организма человека.
Фото: пресс-служба ТГУ
