В России придумали, как повысить надежность титановых имплантатов

МОСКВА, 14 дек - РИА Новости. Наномодификация поверхностей привычных материалов позволяет добиться появления новых функциональных свойств, расширяющих возможности их применения. Специальные биосовместимые антикоррозионные покрытия для титана способны значительно повысить надежность медицинских имплантатов, их эффективность и сроки работы в организме. О результатах и важности исследований в этой области рассказали ученые ведущих российских университетов.

Уникальное коррозионно-стойкое двухслойное покрытие на основе интерметаллических оксикарбонитридов (Ti4Ni2(O,N,C)) для имлантатов из никелида титана разработали ученые Томского государственного университета (ТГУ). По словам авторов работы, ключевое отличие от аналогов в том, что наноструктура нового покрытия позволяет избежать его растрескивания и отслоения при деформации основы.

«

"Разработанная нами схема напыления и отжига покрытия Ti-Ni-Ti позволила создать плотный и тонкий кристаллический слой фазы Ti4Ni2(O,N,C), коррозионная стойкость которого не уступает стойкости нитридов титана, широко применяемых сегодня, но при этом превосходит их по механическим свойствам", – сообщила руководитель проекта, заведующая лабораторией медицинских сплавов и имплантатов с памятью форм ТГУ Екатерина Марченко.

Предложенный учеными ТГУ способ включает последовательное магнетронное напыление в аргоновой атмосфере трех чередующихся слоев нанопленок по схеме Ti-Ni-Ti и последующий нагрев изделия до температур, при которых начинается реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

Слои напыленного аморфного ламината Ti-Ni-Ti толщиной 40-60 нм в процессе синтеза взаимодействуют с газовой средой и превращаются в двухслойное интерметаллическое покрытие толщиной 1 мкм. В результате захвата примесей из газовой среды на внешней его стороне образуется слой оксикарбонитридов титана, а на внутренней – плотный коррозионно-стойкий слой оксикарбонитридов никелида титана.

Как сообщил заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ "МИСиС" Евгений Левашов, разработки в области биосовместимых покрытий для наномодификации имлантатов бурно развиваются во всем мире.

"Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в тонких пленках это направление, позволяющее проводить направленный синтез функциональных покрытий и неразъемных соединений в самых разных областях промышленности. Разработка ученых ТГУ носит инновационный характер и имеет хорошую перспективу в имплантологии", – отметил Евгений Левашов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Vacuum. Работа проводилась в рамках проекта РНФ №19-72-10105 2019-2022. На технологию получен патент, она может быть использована при создании имплантатов для хирургии, кардиологии, травматологии.

ТГУ — старейший университет Сибири, соединяющий традиции фундаментального образования с широкой инновационной практикой. ТГУ осуществляет многоуровневую подготовку специалистов с индивидуальным планом обучения по более чем 120 направлениям. Благодаря передовой технологической базе университета молодые ученые уже в процессе обучения принимают активное участие в исследованиях.