В России придумали, как улучшить титановые имплантаты для костей

© Фото : пресс-служба ТПУ/ Александра ЛисоваяРоман Чернозем в лаборатории ТПУ

В России придумали, как улучшить титановые имплантаты для костей

Сплав, наиболее близкий по физическим характеристикам к костной ткани, создали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам авторов, разработка позволит создать высококлассные имплантаты для эффективного восстановления костей. Результаты опубликованы в журнале ACS Biomaterials Science and Engineering.

Титан – один из наиболее популярных материалов для костных имплантатов. Однако, по словам ученых ТПУ, у него есть серьезный недостаток – его упругость, твердость и ряд других физико-механических параметров значительно превышают параметры костной ткани.

Во многих случаях это приводит к тому, что механическая нагрузка на защищенный имплантатом участок кости оказывается слишком маленькой, в результате чего он постепенно деградирует. Для того, чтобы получить материал, лишенный этого недостатка, ученые ТПУ исследовали серию сплавов титана с ниобием, а также механизмы наноструктурирования их поверхности.

«Изучив «мягкие» Ti-Nb сплавы с варьируемым от 5% до 50% содержанием Nb, мы обнаружили, что самая высокая активность клеток наблюдалась на поверхности титанового сплава с содержанием ниобия 25%», – рассказал инженер-исследователь научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Чернозем.

Приживаемость имплантатов, как объяснили ученые, повышается путем создания на их поверхности нанотрубок оксида титана, улучшающих разрастание тканей и сцепление их клеток с поверхностью металла. Первыми в мире исследователи ТПУ изучили влияние Nb на механизмы наноструктурирования Ti-Nb сплавов и выявили оптимальные с клинической точки зрения параметры такого нанопокрытия.

«По мере увеличения содержания ниобия ускоряется формирование оксидных нанотрубок на поверхности титанового сплава. Благодаря полой структуре, нанотрубки, «выращиваемые» методом электрохимического анодирования, можно использовать для локальной доставки лекарств – например, антибиотиков или факторов роста – загружая их на поверхность имплантата перед операцией», – отметил директор центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Сурменев.

Варьируя содержание ниобия и параметры электрохимического анодирования, можно контролировать геометрические параметры нанотрубок и их физико-механические свойства, объяснили ученые ТПУ. Это, по их словам, позволяет создавать имплантаты с заданными характеристиками, оптимально отвечающими характеру травмы и клиническим задачам.

В настоящий момент научный коллектив завершает лабораторные испытания нового материала и готовится к испытаниям имплантатов на животных.

Источник: ria.ru