Учёным НИТУ "МИСиС" удалось найти сплав, механические свойства которого близки к качествам костной ткани. Ход исследования и полученные результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Metals. Раньше одну из главных ролей в реконструкции костных тканей играл титан. Но и его нельзя было назвать совершенным, поскольку он снижал напряжение и делал костные ткани по-соседству более хрупкими.
Аспирант Данил Барилюк, разработавший сплав, признался Metro, что изучение биографий людей, сделавших значимые открытия в научной области, часто мотивирует и позволяет по-новому посмотреть на научное исследование.
SERGEY GNUSKOV / NUST MISIS
Пустившись на поиски, учёные понимали, что решить проблему сможет не один компонент, а сплав. Причём сверхупругий, пружинящий. В результате в список возможных элементов включили титан, цирконий и ниобий. Но пропорции ещё требовалось уточнить.
– Тематика сплавов для замены костной ткани уже долгое время успешно развивается в НИТУ "МИСиС" научной группой Сергея Дмитриевича Прокошкина, – объяснил в беседе с Metro Данил Барилюк, аспирант программы "Биоматериаловедение" НИТУ "МИСиС". На момент начала работы было известно, что существует группа сплавов титана с цирконием и ниобием разного состава, способных демонстрировать механические свойства, схожие со свойствами костной ткани. Однако состав этих сплавов не был оптимизирован. Мы решили проверить на практике, какой химический состав сплава обеспечит ему наиболее высокие свойства.
В результате учёные получили и проанализировали образцы четырёх новых сплавов системы Ti-Zr-Nb с разным процентным соотношением цикория и ниобия. Но надежду на эффективное использование учёные возлагают на сплав с составом Ti-41%Zr-12%Nb, поскольку именно он показал высокую пластичность и другие важные свойства.
Что касается дальнейшего применения найденного состава, учёные считают, что главная область, где на практике будут использовать сплав, – это медицина.
– В частности, создание костных имплантатов или коронарных стентов, – уточнил Данил Барилюк. – Научная группа профессора Прокошкина уже имеет успешный опыт разработки межпозвоночных кейджей (протезы, заменяющие позвонки. – Прим.ред.) из другого биосовместимого сплава, поэтому освоение технологии получения изделий из новых сплавов является при достаточном финансировании лишь делом времени. В настоящее время научный коллектив продолжает серию испытаний в целях оптимизации технологии получения сплава для промышленного импортозамещающего применения.
На достигнутом результате учёные решили не останавливаться – продолжают доработку технологии получения сплава, чтобы добавить возможности для использования в рамках промышленного импортозамещения.