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

  • 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.
    427
  • 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).
    796
  • 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.
    325
  • 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.
    666
  • 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.
    1929
  • 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.
    2581
  • 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.
    1622
  • 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.
    538
  • 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.
    1360
  • 08/06/2018

    НГУ намерен войти в Академгородок 2.0 с двумя проектами

    ​Университет совместно с ИЯФ СО РАН продвигает клинику бор-нейтронозахватной терапии и Центр радиационных технологий. - Мы предлагаем создание технологии бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ) онкологических заболеваний.
    582