Ученые СГТУ запатентовали метод, позволяющий создавать покрытие на титане из воздуха

Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. запатентовали метод получения покрытия на титане, который позволяет сделать медицинские имплантаты прочнее, безопаснее и в разы дешевле.

«Для восстановления организма после травм и лечения различных заболеваний костной ткани используются металлические имплантаты, фиксаторы и эндопротезы. Чтобы при циклических нагрузках данные конструкции не расшатывались и не отторгались организмом, необходимо специальным образом обработать их поверхность», — объясняют суть разработки авторы изобретения Александр Фомин, Владимир Кошуро и Игорь Родионов.

Сегодня для покрытия медико-технических конструкций используют кальцийфосфатную биокерамику и различные биополимеры. Очевидными недостатками использования этих подходов являются высокая стоимость расходных материалов и технологическая сложность их переноса на поверхность металлоизделий. Таким образом, традиционные решения делают медицинское изделие менее доступным для лечебных учреждений, а независимые оценки свидетельствуют об отсутствии исчерпывающего решения проблемы приживления имплантатов, а также о недостаточных прочностных характеристиках многих известных конструкций с покрытиями.

«Мы разработали покрытие, которое получаем буквально из воздуха, не используя для нанесения никаких дополнительных материалов, а применяя инновационный ресурсосберегающий подход — термохимическую обработку токами высокой частоты (ТВЧ). В результате на поверхности титановых изделий формируются нанокристаллы диоксида титана, которые обладают биоинертностью и способствуют минимизации иммунных или аллергических реакций в организме. Комплексная характеристика биосовместимости заключается в том, что имплантат становится прочнее, поверхность приобретает большую твердость и износостойкость, а приживление ускоряется за счет геометрического и биологически активного фактора — присутствия наночастиц, быстрее проходит процесс реабилитации в целом. Такой имплантат сможет находиться в организме не менее 20-30 лет, не отторгаться и функционировать не хуже естественного органа. Что немаловажно — наш метод значительно дешевле и достаточно перспективен при создании крупносерийного производства высококачественных имплантатов».

Эту разработку уже оценили медики: предварительные результаты прошли апробирование в рамках обязательных медико-биологических испытаний. Методом создания таких покрытий заинтересовались коллеги из Германии, где в последние годы также идут активные поиски замещения дорогих материалов и процессов в сфере имплантологии. Аналогичные соединения и разработанная технология обработки ТВЧ могут использоваться не только в медицине, но и в электронике и машиностроении. Все технологическое оборудование, необходимое для обработки изделий инновационным методом, также создано учеными СГТУ и соавторами разработки.

Патент РФ №2604085 от 10.12.2016 «Способ формирования наноструктурированного биоинертного покрытия на титановых имплантатах» был рекомендован экспертным советом ФИПС (Роспатента) для включения в базу «Перспективных изобретений» за 2016 год.