Association of Representatives
for the Industry of
the Additive Technologies
Ассоциация представителей отрасли
аддитивных технологий

Материалы ТПУ для неотторгаемых биоимплантатов проходят испытания в Москве

Московский Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова проводит тестирование металлических материалов, предназначенных для аддитивного производства биоимплантатов. Перспективные материалы были созданы в результате исследовательских работ, проводимых учеными Томского политехнического университета (ТПУ).

В ходе тестирования врачи проводят эксперименты по вживлению металлических дисков из титан-алюминий-ванадиевого сплава (ВТ-6) с кальций-фосфатным покрытием лабораторным крысам, исследуя таким образом биосовместимость. Образцы, предоставленные исследователями ТПУ, имитируют человеческую кость, а специальное покрытие снижает риск отторжения организмом.

Изготовление опытных образцов осуществлялось посредством технологий аддитивного производства. Для этого ученые Центра технологий Физико-технического института ПТУ применяют 3D-печатающие устройства, работающие по принципу электронно-лучевого плавления. Технология позволяет получать высокоточные готовые изделия из мелкодисперсных металлических порошков, добиваясь в том числе и пористого строения, способствующего успешной остеоинтеграции. Изготовленные таким методом имплантаты получают кальций-фосфатное покрытие из плазмы высокочастотного магнетронного разряда.

2.jpg

«Сплав ВТ6 — это наиболее распространенный материал для медицинских имплантатов в мире. Однако ванадий и алюминий в его составе оказывают вредное воздействие на живой организм. Наши покрытия значительно увеличивают приживаемость имплантата. На сегодняшний день в России мы единственные используем метод высокочастотного магнетронного распыления для нанесения покрытий, которые модифицируют свойства металлических сетчатых материалов. Само по себе кальций-фосфатное соединение присутствует в костной ткани, и покрытие из тех же элементов не вызывает реакции отторжения и ускоряет процессы регенерации», – поясняет старший научный сотрудник центра и руководитель проекта Мария Сурменева.

Для проведения лабораторных экспериментов на предмет биосовместимости ученые изготовили серию 10-миллиметровых дисков из сплава ВТ6 с кальций-фосфатным покрытием. Отдельные образцы имеют несколько разную структуру, отличающуюся размером пор. Идеальная структура будет определена в ходе лабораторных испытаний.

Несмотря на высокий потенциал сплава ВТ6, у материала имеются и определенные практические недостатки. Дело в том, что высокая прочность и жесткость сплава в данном случае играет не совсем позитивную роль, так как твердые материалы способствуют жесткой передаче нагрузок на кость, что может привести к разрушению контактного слоя. В связи с этим, в ожидании результатов лабораторных исследований научная команда института рассматривает и другие варианты: «Мы выбрали следующие сплавы: титан-цирконий, титан-ниобий, титан-цирконий-ниобий. У них меньше модуль упругости, поэтому они будут ближе по упругим свойствам к костной ткани, чем ВТ6. Сейчас мы моделируем имплантаты из новых сплавов, которые будут напечатаны нашими магистрантами и аспирантами. В этом нам помогут шведские коллеги из Университета Центральной Швеции. Это один из мировых центров по аддитивным технологиям, и у них есть все необходимое оборудование. В прошлом году наша студентка Екатерина Чудинова на стипендию ТПУ «ПЛЮС» уже проходила стажировку в этом центре, она познакомилась с коллегами и оборудованием».

Читайте также

Уфимские хирурги применили 3D-печать в подготовке к сложной онкологической операции

Врачи клиники Башкирского государственного медицинского университета провели операцию по удалению рака почек с предоперационным планированием по изготовленному на 3D-принтере анатомическому макету.

Читать далее
ВИАМ и ОДК подписали соглашение о сотрудничестве в области аддитивных технологий

21 августа 2018 года, в день открытия Международного военно-технического форума «Армия-2018», состоялось подписание соглашения о сотрудничестве между Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов и АО «Объединенная двигателестроительная корпорация».

Читать далее
ВИАМ демонстрирует наработки в области аддитивных технологий на форуме «Армия-2018»

Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ) демонстрирует материалы для промышленных 3D-принтеров и образцы 3D-печатных авиационных изделий на Международном военно-техническом форуме «Армия-2018».

Читать далее
Росатом надеется на государственную поддержку производства промышленных 3D-принтеров

Росатом готов наладить производство промышленных 3D-принтеров для печати металлопорошковыми композициями, но для начала нужны деньги, желательно из государственного бюджета.

Читать далее