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

  • 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).
    709
  • 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.
    543
  • 31/10/2016

    В НГУ проходит российско-японская конференция по перспективным наноматериалам

    ​Новосибирский государственный университет совместно с Институтом химии твёрдого тела и механохимии СО РАН и Университетом Тохоку проводит с 30 октября по 2 ноября 2016 года российско-японскую конференцию «Advanced Materials: Synthesis, Processing and Properties of Nanostructures», посвящённую перспективным материалам и наноструктурам.
    2409
  • 31/05/2018

    Как новосибирский профессор сделал популярными лекции по своему предмету

    ​Предмет профессора Евгения Пальчикова "Техника физического эксперимента" проходят все первокурсники физфака Новосибирского государственного университета. Несколько раз в год ученый показывает свои физические опыты всем желающим.
    428
  • 09/11/2016

    Научно-техническая лаборатория «Инжевика» НГУ провела первую профильную смену

    ​Научно-техническая проектная лаборатория «Инжевика», открытая на базе факультета информационных технологий НГУ, провела первую профильную смену-погружение для школьников. Участники смены изучали математику, программирование, робототехнику и собрали полнофункциональный электронный будильник на платформе Arduino.
    1823
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    1476
  • 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.
    738
  • 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.
    1224
  • 28/04/2017

    Томские ученые готовы поставить в Милан уникальную машину для имплантатов

    ​Ученые томского Института сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН планируют до конца 2017 года поставить в Миланский политехнический университет уникальную машину для обработки поверхностей. Она может применяться, как в изготовлении медицинских имплантатов, так и в машиностроительной отрасли, сообщил ученый секретарь Томского научного центра Алексей Марков.
    909
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые в составе международной группы по-новому объяснили левитацию капель над горячими поверхностями

    ​Ученые из Новосибирского госуниверситета, Томского политехнического университета и Южного методистского университета США разработали новую модель для объяснения поведения капель над горячими жидкостями.
    766