Научный коллектив лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы Сибирского физико-технического института ТГУ усовершенствовал технологию получения пористого сплава TiNi-Ti. Проделанная работа имеет важное прикладное значение для создания имплантируемых конструкций, используемых в дентальной имплантологии и челюстно-лицевой хирургии.

Исследование ученых было опубликовано в международном журнале Journal of Alloys and Compounds. В статье описаны результаты реализации мартенситных превращений в пористых сплавах на основе титана и никеля, полученных диффузионным спеканием.

Пористый сплав TiNi-Ti был запатентован в 2020 г. Однако в результате развития исследования, он был значительно усовершенствован.

Материал создан на основе пористого никелида титана — TiNI с добавлением порошка титана — Ti. Получился высокопористый материал, который отличают эффект памяти формы и сверхэластичность. Имплантаты из TiNi-Ti отличаются биосовместимостью, высокой прочностью, коррозионной стойкостью и долговечностью. При этом, благодаря своей пористости, они схожи с костной структурой человека.

Существует проблема: при получении пористых сплавов методом спекания титан (Ti) расходуется из матрицы TiNi на образование частиц вторичных фаз и формирование оксидных слоев на его поверхности <…>. Это, в свою очередь, приводит к тому, что эффекты памяти формы и сверхэластичности в таких материалах не реализуются. Следовательно, нарушается биомеханическое взаимодействие с костными тканями организма, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ Сергей Аникеев.

Чтобы решить эту проблему, используются добавки титанового порошка (Ti) к титан-никелиновому порошку TiNi. В опубликованной статье ученые сравнивают результат добавления Ti от 2,5 до 10 ат. % на черты пористых сплавов. Образец с добавкой титана 5 ат. % имел желательные для имплантации свойства.

Таким образом, томские ученые нашли простой способ приготовления порошков TiNi и Ti на основе спекания, который позволит производить итоговый титан-никелиновый сплав с оптимальными свойствами для изготовления имплантатов костей.