Ученые НИТУ МИСИС создали биосовместимый титановый сплав с эффектом сверхупругости методом 3D-печати

Специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» получили эффект сверхупругости в биосовместимом титановом сплаве после 3D-печати. Технология уже запатентована, разработку планируется применять в аддитивном производстве ортопедических имплантатов, сообщает пресс-служба вуза.

Персонализированные имплантаты — одно из приоритетных направлений биомедицинского материаловедения. Для таких изделий особенно важна не только прочность и коррозионную стойкость, но и механическое поведение, близкое к костной ткани.

«Титановые сплавы, в том числе с эффектами памяти формы и сверхупругости, при аддитивном производстве зачастую теряют часть функциональных свойств из-за изменений химического состава при распылении порошка и лазерном плавлении. Для решения этой задачи мы целенаправленно скорректировали задаваемый состав еще на этапе выплавки, увеличив содержание титана и снизив количество циркония и ниобия. Эта мера позволила скомпенсировать потерю титана в последующем производственном цикле и получить в изделии целевой состав Ti-18Zr-15Nb», — рассказал заведующий лабораторией сплавов с памятью формы НИТУ МИСИС Вадим Шереметьев.

Изготовленные методом селективного лазерного сплавления (SLM) образцы сплавов продемонстрировали ряд преимуществ. В частности, модуль упругости существенно ближе к показателям костной ткани в сравнении с титановыми сплавами, получаемыми традиционными методами.

«Новый подход позволил впервые в мире получить эффект сверхупругости с высокой обратимой деформацией в биосовместимом сплаве Ti-Zr-Nb нового поколения, изготовленном методом селективного лазерного сплавления. Значимость этого результата несомненна, так как сверхупругость важна для ортопедических конструкций, которые подвергаются циклическим нагрузкам и требуют высокой податливости после разгрузки. В будущем мы планируем развить направление персонализированных изделий с заданной внутренней архитектурой, адаптированной под конкретных пациентов», — рассказал научный руководитель лаборатории сплавов с памятью формы НИТУ МИСИС Сергей Прокошкин.

В настоящее время образцы сплава, изготовленные на площадке промышленного партнера, компании «Конмет», проходят доклинические исследования, после успешного завершения которых планируется переход к клиническим испытаниям.

Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда, результаты опубликованы в научном журнале Materials Letters.

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.