По данным пресс-службы, современная медицина уделяет особое внимание разработке материалов для имплантатов с оптимальными биосовместимыми характеристиками. В качестве перспективных рассматриваются бета-титановые сплавы с добавлением ниобия, циркония, молибдена, тантала или олова. Они обладают низкой токсичностью, высокой прочностью, хорошо формуются и надежно сплавляются.
"Ученые ТПУ совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали технологию, которая позволяет улучшить биомеханические характеристики титановых сплавов, изготовленных методом электронно-лучевой 3D-печати. В перспективе полученные материалы можно использовать для создания персональных костных
Добавляется, что ученые изготовили методом электронно-лучевой 3D-печати образцы сплава из порошка титана с содержанием массовой доли ниобия имплантатов, обеспечивая более длительный срок их службы и повышая качество жизни пациентов", – сказано в сообщении.
Добавляется, что ученые изготовили методом электронно-лучевой 3D-печати образцы сплава из порошка титана с содержанием массовой доли ниобия 56%.
"Различие в механических характеристиках создает сложности при интеграции таких титановых сплавов в медицинскую практику. Например, имплантат из такого материала может принимать на себя основную нагрузку, в то время как окружающая его костная ткань начнет деградировать", – приводит пресс-служба слова руководителя научной группы "Аддитивные технологии получения и исследования перспективных материалов" ТПУ Ирины Грубовой.
По ее словам, из-за этого появляется необходимость в приближении упругости искусственного материала к упругости костной ткани. В процессе получения материала были применены три различных набора технологических параметров. Основное отличие между образцами заключалось в интенсивности тока пучка при печати, что позволило детально изучить влияние этого фактора на микроструктуру и свойства полученного сплава.
Оптимизация сплавов
Уточняется, что в настоящее время ученые продолжают работу над оптимизацией параметров и стратегий печати для изучаемых составов сплавов. Это позволит получить материалы для более широких клинических применений.
"Исследования показали, что более низкая энергия усиливала стабилизацию кристаллической решетки. Механические испытания на сжатие определили, что использование тока 4 мА (миллиамера) позволяет достичь наивысшего предела текучести, благоприятного расположения атомов внутри сплава, сниженного модуля упругости и повышенной износостойкости", – сообщила пресс-служба.
Как отметила Грубова, полученные результаты свидетельствуют, что управлять внутренней структурой и свойствами сплава можно лишь за счет изменения параметров печати.
В исследованиях принимали участие сотрудники Научно-исследовательского центра "Физическое материаловедение и композитные материалы" и Международного научно-исследовательского центра "Пьезо- и магнитоэлектрические материалы" Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, НИИ нанотехнологий и наноматериалов ТГУ, МГУ, Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Средне-Шведского университета.