Проект ТГУ по новым имплантатам поддержал РНФ

Сейчас в России серийно выпускают только одну линейку биорезорбируемых магниевых имплантатов – MgSorb: винты и спицы Киршнера – разработка Передовой инженерной школы «ГибридТех», ТГУ производит их на базе собственного инновационно-технологического парка по заказу ООО «Медицинская Торговая Компания» из Санкт-Петербурга.

– Стандартные изделия иногда растворяются слишком быстро, а для возрастных пациентов или при остеопорозе нужно, чтобы имплантат сохранял свои свойства от 12 до 36 недель, – поясняет руководитель проекта и победитель конкурса РНФ, начальник лаборатории структурно-фазового анализа ТГУ Антон Полунин. – Решать эту задачу будем с помощью плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО). Технология позволяет создавать на поверхности изделия керамический слой, который замедляет резорбцию, тем самым продлевая «жизнь» имплантату.

Созданием оксидно-керамических покрытий методом плазменной электролитической обработки и гибридной плазменной электролитической обработки в ТГУ занимается коллектив учёных Научно-исследовательского института прогрессивных технологий под руководством профессора, доктора физико-математических наук Михаила Криштала.

– До недавнего времени плазменно-электролитическое оксидирование для магниевых сплавов считалось практически бесперспективным направлением, поскольку такие слои можно было, по существу, содрать ногтем, – говорит Михаил Криштал. – Но мы научились создавать керамические покрытия методом ПЭО и методом гибридной плазменно-электролитической обработки высокого качества. Они позволяют повысить в десятки, а иногда в сотни и тысячи раз некоторые свойства поверхности магниевых сплавов – твёрдость, коррозионную и износостойкость. Ну и, конечно, мы решаем проблему адгезионной прочности – сцепления покрытия с основой. Основные направления, в которых мы работаем, – это состав электролитов, добавки наночастиц и управление электрическими параметрами процесса. В том числе мы перешли к среднечастотным и высокочастотным процессам обработки металлов, в том числе магниевых сплавов. Это очень важная задача и для машиностроения, и для медицины – задача управления свойствами поверхности магниевых сплавов.

Главная цель нового исследования – выявить, как состояние сплава после различных видов обработки давлением, механической и термической обработки влияет на качество получаемого покрытия. И на базе выявленных эффектов предложить оптимизированную под них технологию ПЭО.

По итогам проекта планируется создать линейку имплантатов-«долгожителей» с пролонгированным сроком службы, а также заложить основу для производства биорезорбируемых интрамедуллярных стержней. Их вводят внутрь трубчатой кости для её фиксации при переломах. Аналоги таких магниевых изделий в мире пока отсутствуют.

– Сегодня штифты для трубчатых костей делают из титана или медицинской стали, и после срастания кости их приходится удалять повторной операцией. Магниевый штифт с правильно подобранным покрытием будет служить столько, сколько нужно для восстановления, а затем растворится в организме без дополнительного вмешательства, – Антон Полунин.

Поддержку РНФ по итогам конкурса получат 853 научных проекта по всей стране. Размер финансирования составляет до 2 млн рублей ежегодно.

Персоны: