Ученые Московского авиационного института (МАИ) работают над технологией, которая может повысить надежность и удешевит производство эндопротезов тазобедренного сустава. Этого можно добиться с помощью порошков титановых сплавов, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
© ТАСС
«Чтобы имплантат фиксировался в организме без костного цемента — специального синтетического материала, который фиксирует эндопротез, на его поверхность наносят пористое покрытие: костная ткань прорастает в неровности и обеспечивает сцепление с имплантатом. Коллектив МАИ предлагает использовать новый способ для формирования пористой архитектуры поверхности. В его основе — порошки титановых сплавов ВТ1–0 и ВТ6 с разным размером частиц», — говорится в сообщении.
Ученые уточнили, что ВТ1–0 — технически чистый титан, обладающий исключительной стойкостью к коррозии и биосовместимостью. ВТ6 — титановый сплав с добавлением алюминия и ванадия, который способен выдерживать высокие нагрузки. Связующим материалом выступает поливиниловый спирт, а порообразователем — обычная поваренная соль. Для создания покрытия планируется использовать порошки с тремя разными размерами частиц: от крупных — 250–300 мкм до мелких — 25–50 мкм. Это позволит точнее регулировать и контролировать долю пор в материале, а также их размер и расположение.
Процесс формирования покрытия выглядит так: вначале на пластины с шероховатой поверхностью наносится смесь порошка, связующего и порообразователя. Затем смесь прессуют и выжигают из нее связующее вещество и порообразователь. Завершающий этап — высокотемпературный вакуумный отжиг: он формирует прочный физико-химический контакт как между покрытием и основой, так и между частицами порошка.
«Необходимо создать такой материал, который позволит снизить себестоимость эндопротеза, а также сократить число повторных хирургических вмешательств для устранения возникших осложнений или коррекции недостатков после эндопротезирования. Для формирования пористого покрытия достаточно стандартного доступного оборудования — механического пресса и вакуумной электропечи, что делает технологию простой и экономически выгодной», — отметила Ольга Гвоздева, руководитель проекта, который ведется при поддержке Российского научного фонда в лаборатории «Материаловедение» научно-исследовательского отдела образовательного центра института «Новые материалы и производственные технологии» МАИ.
На текущем этапе ученые сосредоточены на экспериментальных исследованиях: они изучают соотношение пропорций связующего, порообразователя и титанового порошка, влияние усилий прессования на размер формируемых пор и архитектуру поверхности. Внедрение технологии позволит снизить себестоимость компонентов эндопротезов бесцементной фиксации, улучшить их свойства и повысить качество и надежность изделий, ожидают в МАИ.
