Сплав стал менее жестким в 1,5 раза. Новый материал не содержит вредных элементов.
Ученые УрФУ совместно с коллегами из Москвы модернизировали титановый сплав, применяемый для костных имплантатов. После ряда специальных обработок жесткость материала снизилась в 1,5 раза. Более того, он не токсичный и не ограничивает биосовместимость с организмом. По словам разработчиков, усовершенствованный сплав будет полезен в травматологии и ортопедии, например, при переломах стопы и бедренной кости..
Ученые рассказали, что проблема существующих сплавов из титана для костных имплантатов заключается в большом количестве элементов, ограничивающих биосовместимость. Например, очень высокие показатели по алюминию и ванадию. Это может вызвать побочные эффекты — аллергические, токсические, мутагенные и другие реакции. Кроме того, многие сплавы обладают слишком высокой жесткостью. Хотя материал имплантата должен иметь свойства, максимально схожие с костными — прочность, пластичность, упругость. Если материал будет слишком жестким, то на границе кости и имплантата может произойти атрофия и деградация, что может привети к разрушению кости.
В качестве образца для исследования ученые использовали титановый сплав Ti-39Nb-7Zr. Методом ротационной ковки специалисты обработали сплав при температуре 450 °C. Это позволило изменить его структуру — размер микрочастиц вещества уменьшился примерно в 5-7 раз — с 2,5-3,5 тыс. нанометров до 500 нанометров. В результате вещество стало прочнее и эластичнее. Сочетание этих свойств приблизило новый сплав к широко используемому в медицине сплаву Ti-6Al-4V, однако, новый сплав также менее токсичен.
Фото: Mathew Schwartz / Unsplash.com
