Воск и парафин - материалы, которые вряд ли ассоциируются с такой характеристикой как прочность. Но именно с их помощью можно создавать новое поколение суставных и костных протезов, которые способны выдерживать экстремальные нагрузки.

При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности ("Роспатента") портал "Популярная механика" ввел на сайте рубрику "Патент недели". Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований - почему бы не рассказывать о них в числе первых.

Патент : RU 2585291

Патентообладатель : Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН ИФПМ СО РАН).

Авторы: Светлана Буякова, Михаил Григорьев, Сергей Кульков, Татьяна Саблина, Любовь Рыжова.

Материалы, которые используются при протезировании костной ткани - суставов и костей, должны обладать целым рядом необходимых свойств. Они должны быть биологически совместимыми, химически инертными, обладать высокой степенью устойчивости к окислению, а самое главное - быть механически совместимыми с костной тканью, обладать максимально схожими с естественной костной тканью характеристиками прочности и упругости.

Керамические материалы на основе частично стабилизированного диоксида циркония все чаще применяются в качестве подобных "биологических" конструкций. Главная проблема, над решением которой бьются исследователи, - в сочетании развитой пористой структуры протеза, в которую может прорастать костная ткань, и требуемой механической прочности, что обеспечивает долговечность протеза.

С помощью традиционных технологий получить материал с улучшенными эксплуатационными характеристиками - пористостью не менее 40%, пределом прочности при сжатии не менее 500 мегапаскалей (Мпа) и бимодальным распределением пористости, аналогичным естественной костной ткани - ранее не удавалось.

Авторы новой технологии предлагают получать пористый биологический материал на основе диоксида циркония. Согласно формуле изобретения перед приготовлением термопластичной смеси проводится активация дисперсного порошка диоксида циркония, стабилизированного при помощи оксида магния (MgO). А в качестве преобразователя используется порошки карбоната магния и гидроксида алюминия. Термопластичная смесь формируется в следующих пропорциях: 10−12% - порошок карбоната магния, 5−10% - порошок гидроксида алюминия, 10−20% парафина, 1−3% воска, а остальное - порошок диоксида циркония, стабилизированный MgO. Из получившейся массы формуют изделия требуемой конфигурации и проводят последующую термообработку до спекания.

Похожие новости

  • 28/10/2019

    Томичи готовятся запустить 3D-принтеры в космосе

    Коллектив ученых из Томского политехнического университета и Института физики прочности и материаловедения СО РАН совместно с РКК «Энергия» готовят эксперимент по 3D-печати композитным пластиком в условиях космоса.
    238
  • 05/12/2017

    ИФПМ СО РАН получил грант на разработку оборудования и технологий для 3D-печати

    Томский Институт физики прочности и материаловедения СО РАН получил грант на разработку оборудования и технологий, в том числе цифровых для 3D-печати металлических деталей в промышленных масштабах. «В последние годы в мире развернулась беспрецедентная гонка в области 3D-технологий, и, что касается металлов, до сих пор она шла вокруг лазерных решений, — говорит директор ИФПМ Сергей Псахье.
    1445
  • 09/04/2019

    Три экспериментальные разработки томских ученых проверят на МКС

    ​Институт физики прочности и материаловедения СО РАН и РКК «Энергия» вместе с ТПУ и ТГУ готовят эксперименты, которые проведут на Международной космической станции. Как сообщили НИА Томск в пресс-службе администрации Томской области, ученые ИФПМ СО РАН и ТПУ завершили разработку конструкторской документации для изготовления российского 3D-принтера, который сможет работать в космосе и изготавливать детали из полимерного волокна на борту МКС.
    643
  • 28/12/2016

    Термостойкий материал нового поколения прошел испытания

    ​На базе головной организации Федерального космического агентства - ЦНИИ МАШ - прошли испытания термостойкого материала нового поколения, созданного учеными ФТФ ТГУ и ИФПМ СО РАН для применения в ракетостроении.
    1812
  • 18/09/2018

    Томские технологии и разработки для космоса

    ​День рождения Николая Рукавишникова отмечается во вторник, 18 сентября. Это единственный космонавт-уроженец Томска, но косвенно к достижениям в космосе причастны сотни томичей - ученые вузов, академических институтов, сотрудники технологических компаний.
    652
  • 08/05/2018

    Томские ученые разработали быстрый способ печати имплантов нового поколения

    Ученые лаборатории медицинских материалов ТГУ, в которую входят сотрудники университета, ИФПМ СО РАН и НИИ онкологии ТНИМЦ, работают над созданием прямого способа печати имплантов для замены утраченных фрагментов кости.
    1570
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    3420
  • 02/08/2016

    Российские ученые создали термококон для космических кораблей

    ​Открытый космос - чрезвычайно агрессивная среда. Для того, чтобы перечислить все факторы, воздействию которых подвергается обшивка, ступени и приборы космических кораблей, понадобится серьезная научная работа.
    1331
  • 12/11/2019

    В Томске создадут новые высокотехнологичные производства

    ​Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск) в кооперации с ведущими университетами и промышленными предприятиями России стал победителем конкурса на право получения субсидий для реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичных производств в рамках постановления Правительства РФ.
    334
  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    440