Уникальный метод модификации сплавов: новое слово в создании ортопедических имплантатов

Ученые НИТУ МИСИС представили инновационный метод модификации сплавов, обещающий уникальные свойства для будущих ортопедических имплантатов. Метод включает два этапа, позволяя контролировать химическое состояние материала и значительно повысить его антибактериальные свойства. Рассказываем подробности этого открытия и его потенциальные последствия.

В последние годы в медицинской области специалисты все больше обращают внимание на метастабильные титановые сплавы, которые обладают близкой к костной ткани жесткостью. Это обеспечивает высокую биомеханическую совместимость и открывает новые возможности для создания ортопедических имплантатов.

Метод атомно-слоевого осаждения на поверхности титанового сплава Ti-Zr-Nb (титан-цирконий-ниобий) позволил получить оксидную пленку (TiO₂), обеспечивающую контроль химического состояния материала. Затем на сплав были нанесены наночастицы серебра, что существенно усилило антибактериальные свойства сплава.

Одним из ключевых моментов исследования является тот факт, что сплав Ti-Zr-Nb демонстрирует высокие сверхупругие характеристики при температуре человеческого тела, что сопоставимо с механическим поведением костной ткани. Это открывает перспективы для создания персонализированных ортопедических имплантатов, включая кейджи для замены межпозвонковых дисков.

Исследователи продолжают работу над адаптацией метода для модификации внутренней поверхности пористых материалов, получаемых с применением аддитивных технологий. Это может стать ключом к созданию высокоэффективных имплантатов с уникальными свойствами, совместимыми с тканями человеческого организма.

Это исследование является частью крупного научного проекта по разработке новых материалов для медицинских изделий из сплавов Ti-Zr-Nb. Оно поддерживается Российским научным фондом и входит в рамки стратегического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинские материалы и биоинженерия» по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030».

Открытие этого метода модификации сплавов может привести к созданию инновационных ортопедических имплантатов с улучшенными характеристиками. Дальнейшее развитие этой технологии открывает перспективы для создания персонализированных и биосовместимых имплантатов, эффективно взаимодействующих с тканями человеческого организма.