Специалисты УрФУ и Института металлургии и материаловедения РАН им. Байкова улучшили титановый сплав для создания костных имплантатов, применяемых в травматологии при переломе бедренной кости или стопы, чтобы повысить его биосовместимость с организмом человека, сообщает сайт вуза.
В России ежегодно регистрируется порядка 9 млн случаев переломов конечностей. Одной из основных причин переломов является остеопороз — хроническое снижение содержания костной ткани в организме, такой диагноз в России поставлен примерно 14 млн человек старше 50 лет. Для восстановления костной ткани после переломов, если кость имеет недостаток собственной ткани, используются медицинские имплантаты, которые заполняют пробел между поврежденными концами кости.
Ученые УрФУ пояснили, что биосовместимость титановых сплавов с тканями человека может быть недостаточной из-за содержания в сплаве большого числа химических элементов. К примеру, наличие алюминия и ванадия может вызвать побочные эффекты, в том числе аллергические или токсические реакции. Кроме того, ряд сплавов являются более жесткими, чем сама кость, в то время как материал имплантата по жесткости должен иметь максимально схожие механические свойства.
«Если материал будет слишком жестким, то на границе кости и имплантата может произойти атрофия и деградация костной ткани — из-за этого в кости может появиться трещина и разрушение», — пояснил Галымжан Муканов, инженер-исследователь кафедры теормообработки и физики металлов УрФУ. Он рассказал, что в процессе модернизации сплава ученым удалось уменьшить содержание в нем нежелательных элементов, а также снизить жесткость в 1,5 раза по сравнению с другим используемым титановым сплавом, при этом повысив прочность. специалисты для повышения прочности использовали метод ротационной ковки.
Научная разработка выполнена в рамках программы «Приоритет-2030», ее результаты опубликовали в Metals.
В марте 2024 года в .университете МИСИС разработали оптимальную технологию получения сплава для эндопротезирования суставов из титана, железа, меди и олова повышенной прочности.
