​Команда молодых ученых ТГУ начала эксперименты in-vitro для исследования биосовместимости нового пористого материала на основе никелида титана (TiNi) с тканями человека.

Задача физиков – разработать комплекс условий, при соблюдении которых можно будет создавать сплавы на основе TiNi с определенными характеристиками – для изготовления медицинских имплантатов либо устройств, работающих на Крайнем Севере в условиях низких температур, и, напротив, с жаропрочными свойствами.

Ранее сотрудники лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ разработали новый способ получения сплавов со специальными террасами для лучшей адгезии – «сцепки»с живыми тканями. Сейчас при поддержке РНФ они разрабатывают условия для получения пористых образцов на основе никелида титана различного состава и структуры. Грант «Разработка метода реакционно-диффузионного спекания для создания биосовместимых пористых материалов на основе никелида титана с развитой террасовидной поверхностью стенок пор и гистерезисным характером формоизменения»№ 19-79-10045 рассчитан на три года, сумма финансирования – 15 млн рублей.

– Свойств у материала, используемого для имплантатов, очень много: пористость, распределение пор, средний размер пор, химический состав, деформируемость – но для каждого случая нужны определенные параметры. Где-то важнее прочность, а где-то – способность растягиваться и сжиматься совместно с тканями организма человека, – рассказывает руководитель проекта Сергей Аникеев, старший научный сотрудник лаборатории. – Получение большого спектра материалов позволяет охватить множество его свойств и подобрать режим для получения необходимой характеристики.

 

Для тестирования образцов разной конфигурации на совместимость с живыми тканями ученые используют раковые клетки молочной железы – они ускоренно делятся на протяжении долгого времени и хорошо подходят для экспериментов. Для проведения исследований в ТГУ изготовлены специальные образцы с «двумерной» пористой структурой: их получают путем припекания порошка TiNi на поверхность монолитных пластин.

– Мы помещаем материал в клеточную среду и смотрим, насколько клетки там разрастаются или умирают. А дальше, в зависимости от этого теста, решаем, что необходимо улучшить, как модифицировать материал, – рассказывает Олег Кокорев, доктор медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории. – Если раньше все тесты по биосовместимости проводились в основном на животных, то сейчас это можно изучать на различных клетках человеческого организма в эксперименте in-vitro, это входит во все стандарты.

Результаты проекта войдут в основу разработки отечественной технологии получения новых биосовместимых пористо-проницаемых материалов на основе никелида титана с оптимальными конструкционными и функциональными свойствами для использования в имплантологии. Однако ученые подчеркивают, что подобные сплавы будут востребованы и для создания материалов для эксплуатации в условиях Крайнего Севера или, напротив, при высоких температурах.

Исследования в области разработки новых материалов, способов их конструирования, производства проводятся в рамках Стратегии научно-технического развития (СНТР) Российской Федерации и реализации нацпроекта «Наука».  В 2019 году ученые ТГУ получили патент № 2687386 «Способ получения пористого сплава на основе TiNi», где описана методика получения пористого материала методом диффузионного спекания с оптимальными макро- и микроструктурными параметрами.

Источники

Физики создают базу условий для спекания сплавов с разными свойствами
Томский государственный университет (tsu.ru), 03/03/2020
В России создадут базу биосовместимых материалов для медицинских имплантов
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, 02/03/2020

Похожие новости

  • 21/06/2019

    Томские ученые создали новый сплав с памятью формы, который превзошел никелид титана

    ​Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ в рамках совместного гранта РНФ и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) разработали новый сплав с памятью формы. По функциональным характеристикам он превосходит никелид титана – лидера среди материалов, способных восстанавливать свою форму при нагреве после высоких внешних нагрузок.
    1006
  • 11/02/2019

    Ученый из ТПУ: хочется создавать что-то реальное

    ​В 2018 году грантом Российского научного фонда был поддержан проект ассистента Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Максима Пискунова «Устойчивое к условиям низких температур вододизельное микроэмульгированное топливо».
    630
  • 31/07/2019

    Ученые создали первые отечественные синие светодиоды для дисплеев

    ​Физики Томского государственного университета (ТГУ) на основе дешевых материалов создали синие органические светоизлучающие диоды (OLED - organic light emitting diode), которые необходимы для создания дисплеев телефонов и телевизоров.
    535
  • 09/01/2018

    Томские радиофизики разрабатывают новый метод ультразвуковой 3D-печати

    Радиофизики ТГУ создали установку для левитации мелких частиц, в частности, пенопласта, в акустическом поле. На основе этой технологии к 2020 году они должны разработать новый метод ультразвуковой 3D-печати, который может быть применим для химически агрессивных растворов или веществ, разогретых до высоких температур.
    1063
  • 20/08/2019

    Физики из Франции, США и РФ изучат формирование и спектры озона

    Команда физиков из Франции, США, и России (Томск, ТГУ) исследует механизмы формирования и распада озона (O3), его характеристики и свойства на молекулярном уровне при взаимодействии с радиацией. Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
    499
  • 12/03/2019

    ТГУ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики

    Проект международного научного коллектива лаборатории каталитических исследований ТГУ получил поддержку Российского научного фонда на разработку новых катализаторов для усовершенствования существующих каталитических технологий и создание технологических решений нового поколения.
    572
  • 21/01/2019

    Томские радиофизики создают систему ранней диагностики рака молочной железы

    ​Радиофизики ТГУ разрабатывают устройство, которое будет способно на ранней стадии выявлять рак молочной железы, а также проводить неинвазивную диагностику крови и заболеваний внутренних органов с помощью радиоволн.
    1219
  • 07/03/2019

    Ученые Томска разрабатывают морозостойкое горючее на основе дизельного топлива и воды

    ​Группа ученых научно-образовательного центра И. Н. Бутакова Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывает топливо, не теряющее эффективности в условиях низких и отрицательных температур.
    656
  • 08/05/2019

    Ученые ТПУ и Италии исследуют новые композитные материалы на основе сахарного тростника

    ​Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Италии, Канады и Германии изучили теплофизические характеристики образцов новых композиционных материалов из органических волокон на основе сахарного тростника.
    758
  • 05/03/2018

    ​Ученые ТГУ создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул

    ​Ученые кафедры оптики и спектроскопии физического факультета ТГУ с коллегами из Швеции и Финляндии создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул. Благодаря этому алгоритму можно вычислять оптические, люминесцентные (светимость, квантовый выход флуоресценции) свойства молекул и веществ с использованием высокоточных методов квантовой химии.
    1454