05.01.2013

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ВОСТРЕБОВАНЫ В ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ:ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ И ОБЩЕЙ ИМПЛАНТОЛОГИИ. НА РОССИЙСКОМ И МИРОВОМ РЫНКАХ НЕТ ПРОДУКТОВ С ТАКИМ СОЧЕТАНИЕМ СВОЙСТВ, КАК У СОЗДАВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ ОБЛАДАЮЩИЕ НАИБОЛЬШЕЙ БИОМЕХАНИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТЬЮ СПЛАВЫ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ TI-NI СОДЕРЖАТ КАНЦЕРОГЕННЫЙ НИКЕЛЬ, ЧТО ОГРАНИЧИВАЕТ ИХ МЕДИЦИНСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ СПЛАВЫ TI-NB-TA И TI-NB-ZR СОДЕРЖАТ ТОЛЬКО БИОСОВМЕСТИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ. ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОБРАБОТКА, СОЗДАЮЩАЯ НАНОСТРУКТУРЫ.

                    В настоящее время не существует материала для медицинских имплантов, одновременно механически, химически и биологически совместимых с живой тканью.Обладающие наибольшей биомеханической совместимостью сверхупругие сплавы с памятью формы (СПФ) Ti-Ni содержат канцерогенный никель. Разрабатываемые в проекте СПФ нового поколения Ti-Nb-Ta и Ti-Nb-Zr содержат только биосовместимые компоненты. Для эффективного повышения функциональных свойств СПФ используется термомеханическая обработка (ТМО), в т.ч. создающая наноструктуры.

                   Основными целями проекта являются разработка и освоение технологии получения титановых сплавов с памятью формы (СПФ) для создания нового наноструктурного функционально-градиентного материала (ФГМ), а также пеноматериала, проявляющих сверхупругое поведение и не содержащих токсичных компонентов, для медицинского применения в экстремальных условиях биомеханического и биохимического воздействия.

Для достижения указанной цели в проекте решаются следующие задачи:
..............................................................................................................................................................................................

  • разработка технологии получения однородных слитков юольшого развеса СПФ Ti-Nb-Ta, Ti-Nb-Zr;
  • поиск оптимальных составов СПФ Ti-Nb-Ta, Ti-Nb-Zr для реализации сверхупругого поведения;
  • разработка технологии ТМО для получения наноструктурного состояния и реализации совершенного сверхупругого поведения СПФ;
  • изучение и подбор способа формирования поверхностного слоя ФГМ для получения оптимальных его характеристик;
  • установление условий, определяющих устойчивость ФГМ к внешним механическим и электрохимическим воздействиям;
  • изучение биосовместимости методами анализа in-vitro и in-vivo;
  • создание новых пеноматериалов на основе СПФ Ti-Nb-Ta, Ti-Nb-Zr, наиболее органично вживляемых в костную ткань;
  • изготовление экспериментальных образцов имплантов из новых сплавов для проведения лабораторных и клинических испытаний.

                   Для решения задач проекта в 2011 году приобретена "Система автоматизированного проектирования для фрезерования опытных образцов дентальных имплантов из сплавов на основе титана". Это оборудование является ключевым, обеспечивающим достижение основной цели проекта и в конечном счете освоение производства материалов для медицинских имплантов из СПФ Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta.

                   В ходе выполнения НИР в рамках проекта в 2011 году (в сотрудничестве с Высшей технологической школой, ВТШ, г. Монреаль) отрабатывались технологии ТМО сплавов Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta, проводились исследования их структуры, мартенситных превращений, функциональных свойств основы и поверхностного слоя, электрохимических характеристик, исследования in-vitro.

Получены следующие результаты:
.............................................................................................................................................................................

  • проведены первые эксперименты по изучению стабильности сверупругого поведения СПФ Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta, подвергнутых ТМО;
  • при испытаниях методом измерительного царапания СПФ Ti-Nb-Zr определена когезионная прочность защитной оксидной пленки на СПФ Ti-Nb-Zr в сравнении с Ti-Nb-Ta;
  • при испытаниях СПФ Ti-Nb-Ta in-vitro выявлено его преимущество перед чистым танталом: фибробласты, культивированные на поверхности пластины Ti-Nb-Ta, обладают гораздо более высокой адгезивностью и жизнеспособностью;
  • подготовлены образцы СПФ Ti-Nb-Ta, Ti-Nb-Zr для испытаний in-vivo;
  • механические испытания пеноматериалов на основе СПФ Ti-Nb-Zr выявили преимущество по механическим свойствам  термообработанного пеноматериала;
  • проведены многоцикловые усталостные испытания при сверхупругом механоциклировании СПФ Ti-Nb-Ta

Сергей Прокошкин

профессор, д. ф.-м.н.

 

Кафедра пластической

деформации специальных

сплавов

 


Возврат к списку


Наши проекты

Последние комментарии



Яндекс.Метрика