Ученые из Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) улучшили работу механических насосов для сердца путем нанесения на их детали специального кремний-углеродного покрытия.

Комплекс работ был начат два года назад научным сотрудником лаборатории прикладной электроники ИСЭ СО РАН кандидатом технических наук Александром Сергеевичем Гренадеровым, который в 2018 году защитил кандидатскую диссертацию, посвященную применению кремний-углеродных пленок для повышения износостойкости материалов и обеспечения просветления кремниевых пластин в инфракрасной области длин волн.

«Мне попалась интересная статья, в которой представители компании "ИМПУЛЬС-проект" рассказывали о проблемах создания механических насосов для сердца, — говорит ученый. — Это медицинское изделие является одним из самых востребованных в кардиологии, однако некоторые импортные насосы имеют ряд существенных минусов: это недостаточная износостойкость, тромбообразование на внутренних поверхностях изделий и разрушение эритроцитов в процессе перекачки крови. Так родилась идея — попробовать наносить кремний-углеродные пленки на титановые изделия насосов, тем самым улучшив свойства отечественных медицинских имплантатов». 

«ИМПУЛЬС-проект» производит механические насосы из титана (этот материал сейчас один из самых востребованных в производстве имплантатов), поверхность которого достаточно шероховатая. Если сразу наносить на нее пленку, то покрытие будет повторять рельеф, что не позволит добиться требуемых свойств материала. Так как в отличие от сталей полировать титан проблематично, то сначала в лаборатории вакуумной электроники ИСЭ СО РАН поверхность изделий насосов подвергается электронно-пучковой обработке, что способствует ее сглаживанию. Только после этого наносятся кремний-углеродные пленки, придающие износостойкость и биосовместимость деталям насоса. В институте была разработана и специально модернизирована под эту задачу установка. 

Сегодня исследования ведутся в кооперации с Национальным медицинским исследовательским центром им. Е. Н. Мешалкина, Балтийским федеральным университетом им. И. Канта (Калининград), инновационной компанией АО НПК «ИМПУЛЬС-проект» (Новосибирск) и Индийским технологическим институтом Мадраса (Ченнаи).

В ходе реализации гранта РНФ всеми организациями-партнерами был проведен ряд экспериментов и испытаний, которые показали хорошие результаты. Помимо высокой износостойкости, насосы обладают хорошей инертностью (то есть не отторгаются организмом как чуждое инородное тело), их применение не приводит к гибели лейкоцитов, разрушению эритроцитов и тромбообразованию. В ближайшее время в Индии пройдет дополнительный комплекс исследований, касающийся жизнедеятельности различных клеток в зависимости от времени воздействия.

Параллельно промышленный партнер АО НПК «ИМПУЛЬС-проект» в рамках проекта Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере модифицирует сам насос. Уже прошли успешные клинические испытания на животных, которые показали, что такое медицинское изделие приживается очень хорошо. Значимым событием стало получение патента РФ на технологию по нанесению кремний-углеродных пленок. Впереди — следующий этап внедрения изделий, начало их применения в НМИЦ им. Е. Н. Мешалкина и других медицинских учреждениях России.

Как отметил Александр Гренадеров, в планах — открытие инновационного предприятия, которое будет развивать технологии по нанесению различных покрытий на изделия медицинского назначения, а также создание высокопроизводительной установки, способной обрабатывать небольшие серийные партии. Помимо механических насосов, пленки будут наноситься на медицинские инструменты: предварительные результаты показали, что инструменты с упрочненной поверхностью обладают высокой износостойкостью, улучшенными коррозионными и механическими свойствами и способны выдержать больше циклов стерилизации. 

Пресс-служба ТНЦ СО РАН

Похожие новости

  • 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.
    1778
  • 20/10/2020

    Учёные разработали способ мониторинга миграции молодых нейронов

    Нейробиологи ТГУ совместно с коллегами из Бельгии и США создали неинвазивный инструмент, с помощью которого можно отслеживать передвижение молодых нейронов. Для этого ученые помечают новые клетки головного мозга специальным маркёром, который виден на МРТ.
    310
  • 27/11/2019

    Сибирские ученые разрабатывают новые технологии для очистки воды

    ​Сотрудники лаборатории инженерной экологии Байкальского института природопользования СО РАН (Улан-Удэ) создают комбинированные методы для очистки сточных и других вод. Эти методы основаны на применении окислительных реакций с использованием физически стимулированных процессов.
    676
  • 25/10/2019

    Василий Ярных: благодаря РНФ наше направление науки развилось в России просто с нуля

    ​Недавно стало известно, что нейробиологи из Томска под руководством профессора Василия Ярных планируют использовать новый подход для исследования повреждений головного мозга у пациентов с болезнью Паркинсона.
    1400
  • 13/06/2018

    Ученые создали метод, позволяющий отслеживать развитие мозга плода в утробе матери

    Ученые из Международного томографического центра СО РАН, Томского государственного университета и Университета Вашингтона (США) разработали способ, позволяющий внутриутробно определять степень миелинизации головного мозга плода на самых начальных этапах.
    1675
  • 04/06/2019

    Обская стерлядь генетически более разнообразна, чем енисейская

    ​Ученые Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН с коллегами из Томска, Красноярска, Санкт-Петербурга и Ульяновска исследовали генетическое разнообразие стерляди в бассейнах сибирских рек и выяснили, что обь-иртышская и енисейская популяции изолированы друг от друга.
    951
  • 04/09/2019

    Цитируемые ученые ТПУ: катализаторы из золота и оболочки для ТВЭЛов

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1).
    1145
  • 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.
    4667
  • 28/01/2020

    Мировая повестка: биобезопасность

    ​С 2015 года в рамках Проекта 5-100 ТюмГУ и в настоящее время Западно-Сибирский межрегиональный научно-образовательный центр (НОЦ) сделали ставку на биобезопасность – предотвращение, митигацию и ликвидацию угроз биологического происхождения для человека, животных и растений.
    678
  • 11/08/2020

    Байкал оценят «цифрой»: о создании системы мониторинга экологии озера

    ​​Учёные из Сибири получили грант Министерства науки и высшего образования России в размере 300 млн рублей на создание фундаментальной основы и разработку технологий цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки на Байкале.
    464