МОСКВА, 30 сен – РИА новости. Использовать разные сплавы титана для 3D-печати костных имплантатов, которые не отторгает организм пациента, предложили ученые СПбПУ. Специалисты смогли придать слоям вживляемого устройства необходимые свойства, как в структуре реальной кости. Результаты представлены в журнале Metals.
От некоторых зон имплантатов требуется повышенная стойкость при изгибе, от поверхности — возможность быстро срастаться с костной тканью, а в зонах контакта искусственного материала с биологической тканью желателен антибактериальный эффект. Если производить эти медицинские устройства из одного материала, то он не будет удовлетворять всем этим требованиям и обладать "суперстойкостью" к любому воздействию, рассказали в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ).
"Имплантат можно представить не как деталь из одного металла, а как конструкцию, разные участки которой сделаны из наиболее подходящего для них материала. При этом между разными материалами не должно быть слабого "шва", иначе такой конструктор "развалится", — рассказал один из авторов работы, ведущий научный сотрудник, доцент Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Игорь Полозов.
Ученые университета доказали, что такой подход к созданию вживляемых в тело конструкций возможен при использовании разных по составу титановых сплавов. Для изготовления разных частей имплантата специалисты предложили использовать биосовместимые сплавы титана с танталом (Ti15Ta), сплав титана с танталом, ниобием и цирконием (Ti10Ta2Nb2Zr), а также сплав титана с ниобием, цирконием и медью (Ti13Nb13Zr5Cu), который противодействует росту бактерий за счет атомов меди в составе.
"Мы установили, что при 3D-печати методом селективного лазерного плавления между этими материалами образуются переходные зоны толщиной в несколько сотен микрометров, которые не уступают исходным сплавам по прочности. Реакцию живых клеток на отдельные сплавы мы оценивали в лаборатории на культурах клеток кости и десны", — пояснил Полозов, подчеркнув, что еще больше приблизить имплантат по структуре и свойствам к реальной кости поможет дополнительное регулирование пористости каждого слоя.
До внедрения в клиническую практику необходимо дополнительно исследовать усталостные характеристики, коррозионное поведение и биологический отклик самих переходных зон между сплавами, добавили в СПбПУ.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 25-79-00097).
