Нижегородские ученые запатентовали метод биметаллической 3D-печати имплантатов

Разработанная учеными Национального исследовательского Нижегородский государственного университета имени Н. И. Лобачевского технология успешно прошла лабораторные испытания и в перспективе может быть использована в производстве нового поколения персонализированных имплантатов с применением в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии.

Проблема современных имплантатов часто заключается в необходимости баланса между механической прочностью и биосовместимостью. Широко применяемый в настоящее время титановый сплав Ti-6Al-4V обладает необходимыми свойствами, но содержит алюминий и ванадий. Со временем микрочастицы этих элементов могут высвобождаться, что оказывает токсическое воздействие на организм — приводит к поражениям нервной системы, снижению прочности костных тканей, способствует развитию болезни Альцгеймера.

Чистый титан обладает биологической инертностью и демонстрирует оптимальную совместимость с биологическими тканями, но уступает по прочности, что ограничивает его использование в конструкциях, подвергающихся значительным нагрузкам. Метод нижегородских ученых решает эту проблему за счет объединения двух материалов в одном технологическом цикле аддитивного производства — селективном лазерном сплавлении металлопорошковых композиций (SLM), сообщает пресс-служба ННГУ на портале «Научная Россия».

Внутренний каркас изделия формируется из прочного титанового сплава, что обеспечивает надежность и долговечность. Внешний слой толщиной всего один-полтора миллиметра, непосредственно контактирующий с костью, создается из абсолютно безопасного чистого титана. Этот биоинертный слой способствует ускоренной и эффективной остеоинтеграции.

«Предложенный способ решает основное противоречие в характеристиках материалов, используемых в имплантологии. Формируется высокопрочная конструкция, полностью изолированная биосовместимой оболочкой от взаимодействия с организмом. Подход повышает клинические прогнозы, а внедрение аддитивных технологий упрощает и удешевляет изготовление сложных биметаллических изделий», — рассказал научный сотрудник лаборатории аддитивных технологий и проектирования материалов Научно-исследовательского физико-технического института ННГУ Сергей Шотин.

Полученные методом биметаллической 3D-печати материалы могут быть использованы для изготовления протезов суставов или зубных имплантатов с учетом анатомических особенностей пациентов. Это преимущество особенно важно в педиатрической травматологии, где замена имплантатов требуется в связи с физиологическим ростом.

Проект реализован на грант Российского научного фонда. Метод запатентован при поддержке Центра инновационного развития ННГУ. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru