Новые технологии в медицине
Создан биосовместимый титановый сплав с эффектом сверхупругости методом 3D-печати
С помощью усовершенствованной технологии, созданной специалистами Национального исследовательского технологического университета МИСИС в сотрудничестве с коллегами из Канады, удалось впервые в мире получить эффект сверхупругости в биосовместимом титановом сплаве для ортопедических имплантатов после 3D-печати. Технология уже запатентована, разработка в перспективе обеспечит эффективную замену поврежденной костной ткани.
«Биомедицинская инженерия – стремительно развивающаяся отрасль, требующая внедрения новых технологий и вывода на рынок новых продуктов. Исследователи Университета СУММА ТЕХНОЛОГИЙ МИСИС под руководством выдающегося ученого, д.ф.-м.н., профессора Сергея Прокошкина запатентовали получение титановых сплавов с памятью формы методом 3D-печати, который в перспективе может стать основой для массового применения в ортопедии и травматологии индивидуализированных имплантатов. Лазерная печать обеспечивает точное воспроизведение требуемой формы медизделия, а модифицированный состав материала – необходимые для практического использования комплекс физикохимических свойств и биологическую совместимость», – рассказала ректор НИТУ МИСИС, доктор экономических наук, профессор Алевтина Черникова.
Персонализированные имплантаты – одно из приоритетных направлений биомедицинского материаловедения. Для таких изделий особенно важно обеспечить не только прочность и коррозионную стойкость, но и механическое поведение, близкое к костной ткани.
«Титановые сплавы, в том числе с эффектами памяти формы и сверхупругости, при аддитивном производстве зачастую теряют часть функциональных свойств из-за изменений химического состава при распылении порошка и лазерном плавлении. Для решения этой задачи мы целенаправленно скорректировали задаваемый состав еще на этапе выплавки, увеличив содержание титана и снизив количество циркония и ниобия. Эта мера позволила скомпенсировать потерю титана в последующем производственном цикле и получить в изделии целевой состав – Ti-18Zr-15Nb», – сказал доктор технических наук Вадим Шереметьев, заведующий лабораторией сплавов с памятью формы НИТУ МИСИС.
Образцы сплавов, изготовленные методом селективного лазерного плавления, продемонстрировали ряд уникальных преимуществ. В частности, их модуль упругости существенно ближе к показателям костной ткани по сравнению с традиционными титановыми сплавами, полученными с помощью традиционных методов. С подробными результатами исследований можно ознакомиться в научном журнале «Materials Letters».
«Новый подход позволил впервые в мире получить эффект сверхупругости с высокой обратимой деформацией в биосовместимом сплаве Ti-Zr-Nb нового поколения, изготовленном методом селективного лазерного плавления. Значимость этого результата несомненна, так как сверхупругость важна для ортопедических конструкций, которые подвергаются циклическим нагрузкам и требуют высокой податливости после разгрузки. В будущем мы планируем развить направление персонализированных изделий с заданной внутренней архитектурой, адаптированной под конкретного пациента», – поделился доктор физико-математических наук Сергей Прокошкин, научный руководитель лаборатории сплавов с памятью формы НИТУ МИСИС.
В настоящее время образцы сплава, изготовленные на производственной площадке партнерской организации ООО «КОНМЕТ», проходят доклинические исследования, после успешного завершения которых планируется переход к клиническим испытаниям.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 22-79-10299-П), а также в рамках реализации стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинские материалы и биоинженерия» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
Сообщение Пресс-службы НИТУ МИСИС
Создано уникальное оборудование для нанесения антибактериальных покрытий на хирургические нити
Установка создана специалистами НИТУ МИСИС в сотрудничестве с Научно-исследовательским центром LIFT. Совместный проект по разработке медицинских хирургических шовных материалов с постепенным высвобождением заключенных в них лекарственных средств реализуется при поддержке Газпромбанка в рамках программы «Приоритет-2030».
В рамках проекта уже разработана эффективная технология производства различных полимерных медицинских хирургических материалов, но первым продуктом станут хирургические нити с антибактериальным покрытием и продолжительным антисептическим эффектом. Уже сейчас имеется прототип – линейка лабораторных образцов с экспериментально доказанной продолжительной (более 2 недель) бактерицидной эффективностью.