Специалисты университета МИСИС предложили новый способ двухэтапной модификации сплавов, из которых можно будет делать ортопедические импланты, удовлетворяющие самым высоким требованиям. Как сообщили в пресс-службе НИТУ МИСИС, в работе используются сверхупругие титановые сплавы, метод атомно-слоевого осаждения и повышенная концентрация ионов серебра для дезинфекции.

«Методом атомно-слоевого осаждения на поверхности сверхупругого сплава Ti-Zr-Nb (титан-цирконий-ниобий) удалось получить оксидную плёнку (TiO₂), которая позволит контролировать химическое состояние материала. После этого на сплав нанесли наночастицы серебра, значительно повысив антибактериальную активность материала», – отметили в пресс-службе.

В последние годы в медицине все больше используются метастабильные титановые сплавы. Их жесткость близка по значениям к человеческой кости, что обеспечивает высокую биомеханическую совместимость. Коллектив МИСИС использует сверхупругий сплав титана с цирконием и ниобием, который по жесткости практически равен кости. С помощью 3D-печати из этих материалов изготовляются изделия с пористой структурой, которые лучше функционируют в контакте с костной тканью: она не разрушается под давлением импланта.

Разработчики нашли подходящий метод модификации этого многокомпонентного сплава, чтобы получить контроль над поверхностью, так как один компонент (оксид титана) проще контролировать, нежели все три (титан, цирконий и ниобий). Ученые также нашли способ существенно увеличить концентрацию ионов серебра на поверхности и повысить скорость их высвобождения, что критически важно для клинического применения: серебро обеспечивает антибактериальный эффект.

По словам научного руководителя проекта, заведующего лабораторией сплавов с памятью формы МИСИС Вадима Шереметьева, исследование является частью большого научного проекта по разработке новых материалов для медицинских изделий из сплавов Ti-Zr-Nb. Следующим этапом будет создание персонализированных ортопедических имплантов, в частности, для замены межпозвонковых дисков.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, а также в рамках реализации стратегического проекта «Биомедицинские материалы и биоинженерия» программы Минобрнауки России «Приоритет 2030».