Ученые Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН (Томск) поставили задачу получить биоинертный сплав с низким модулем упругости. Материалы для исследований производятся совместно с коллегами из Новосибирского государственного технического университета, Института ядерной физики (ИЯФ СО РАН), а также с помощью партнеров в Китае. Затем механические свойства полученного материала улучшаются в Томске.

Сегодня самый распространенный материал для имплантатов - чистый титан с модулем упругости около 120 гигапаскалей. У керамики, которая широко используется в медицине, этот показатель - 200 гигапаскалей. Ученые утверждают: если модуль упругости материала больше, чем у костной ткани, основная нагрузка приходится на имплантат. А это может привести к биодеградации кости. Пока проблему решают путем создания сплавов с никелем, но этот металл вреден для организма.

"Мы занимаемся сплавами системы титан-ниобий, которые при определенном содержании ниобия имеют модуль упругости около 55 гигапаскалей, что сопоставимо с характеристиками костной ткани. На выходе должен получиться новый биосовместимый материал с высокими механическими характеристиками, пригодный для изготовления любых имплантатов", - так прокомментировал работы специалист лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов Института физики прочности и материаловедения   Иван Глухов.

Сплав титана и ниобия был получен учеными кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ совместно с коллегами из ИЯФ им. Г. И. Будкера. Изначально сплав создавался для использования в химических реакторах, так как крайне устойчив к воздействию агрессивных веществ (например, кислот) и может продлить срок службы реактора.

"Титан, тантал и ниобий являются биоинертными материалами. Таким образом, возможно, экспериментируя с их различными соотношениями, получить материал для последующего создания имплантатов. Кроме того, модуль упругости сплавов титана с танталом и ниобием ближе к характеристикам костей, чем чистый титан или сплавы, применяемые в настоящее время", - рассказал один из участников работ, старший преподаватель НГТУ Алексей Руктуев.

Для получения сплава используется уникальная разработка ИЯФ СО РАН - промышленный ускоритель ЭЛВ-6, который выпускает концентрированный пучок электронов с энергией 1,4 МэВ. Пучком обрабатывают поверхность титанового листа, на который нанесен порошок другого металла, в результате образуется особо прочный сплав

Источники

Ученые НГТУ участвуют в разработке "искусственных костей" человека
Новосибирский государственный технический университет (nstu.ru), 25/06/2018
Ученые НГТУ участвуют в разработке "искусственных костей" человека
Департамент образования Новосибирской области (minobr.nso.ru), 28/06/2018
Сибирские ученые разработают "искусственные кости"
Sibnet.ru, 28/06/2018

Похожие новости

  • 06/02/2019

    Ученые ТГУ изготовят детекторы для новосибирского «СКИФа»

    ​В ТГУ прошла рабочая встреча с сотрудниками Института ядерной физики им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН). Представители научных организаций обсудили сотрудничество в разработке детекторов для новосибирского Центра коллективного пользования «СКИФ», а также совместные образовательные программы по подготовке специалистов для работы на синхротроне.
    299
  • 07/10/2017

    Японский профессор Тоору Кобаяси прочтет в НГУ курс лекций о бор-нейтронозахватной терапии

    ​С 9 октября профессор Киотского университета (Япония) Тоору Кобаяси начнет читать в НГУ курс лекций Бор-нейтронозахватная терапия – Boron Neutron Capture Therapy (физические, инженерные, медицинские аспекты).
    882
  • 10/01/2019

    Топ-20 разработок сибирских ученых в 2018 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2018 года, размещенных на нашем портале.
    967
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    583
  • 03/07/2018

    Российские и корейские ученые разработали нанопену для звукоизоляции

    ​Командой учёных из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), научных центров России и Республики Кореи разработана эффективная и дешёвая в производстве звукопоглощающая нанопена. Материал способен снижать уровень шума на 100% больше стандартных аналогов, реагируя на звуковые волны не только высоких, но и низких частот, особенно опасных для здоровья человека.
    867
  • 23/04/2019

    Лауреат премии «Глобальная энергия» Сергей Алексеенко возглавил центр «Экоэнергетика 4.0» в ТПУ

    В Томском политехническом университете (ТПУ) создан Научно-образовательный центр «Экоэнергетика 4.0». В нем исследователи разрабатывают технологии по «превращению» низкосортного угля, отходов агропромышленного комплекса и деревообработки в экологичный источник тепла и электричества.
    133
  • 26/05/2017

    Статья новосибирского ученого о новом типе волоконных лазеров опубликована в журнале Nature Communications

    ​​Заведующий лабораторией волоконных лазеров НГУ, старший научный сотрудник ИАиЭ СО РАН Дмитрий Чуркин вместе с коллегами из Университета Астон Марией Сорокиной и Шурикантом Сугаванамом опубликовали работу, посвященную актуальной теме: исследованию спектральных корреляций в случайном волоконном лазере.
    1545
  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    1028
  • 25/05/2017

    Большой адронный коллайдер возобновил сбор данных

    На Большом адронном коллайдере (БАК) закончились технические работы и модернизация — он возобновил сбор данных, в трех экспериментах на коллайдере участвуют исследователи НГУ и ИЯФ СО РАН. Планируемая остановка на технические работы на БАК случается в начале каждого года.
    1548
  • 10/04/2019

    Академик Сергей Алексеенко: Инновационное развитие требует объединения усилий науки, образования, бизнеса и власти

     В последние десять лет развитию вузов уделяется повышенное внимание, возможно, в связи с попыткой переноса науки в сферу образования. Реализуется целый ряд вузовских программ и проектов, в которых неотъемлемой частью являются научные исследования.
    124