Запатентован биодеградируемый сплав для костных имплантатов

Ученые Университета МИСИС запатентовали сплав с памятью формы для биодеградируемых костных имплантатов на основе системы железо-марганец-кремний (Fe-Mn-Si). Он обладает высокой биомеханической совместимостью с костной тканью и требуемой скоростью растворения, что делает его перспективным материалом для использования в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии.

На сегодняшний день существуют материалы на основе магния или цинка, способные растворяться в организме, но у них более низкие механические свойства. По сравнению с этими веществами, сплавы на основе железа обладают лучшими механическими свойствами, но низкой способностью к биодеградации. Для устранения этого недостатка в качестве легирующих элементов использованы марганец и кремний.

Кроме биосовместимости с костной тканью и определённых физико-механических свойств, материал для имплантатов должен способствовать заживлению и регенерации тканей с последующим естественным растворением в организме пациента.

Известно, что применение различных методов термомеханической обработки, включая горячую и холодную прокатку с последеформационным отжигом, значительно повышает функциональные свойства сплава. Ученые установили, что после горячей прокатки при 800°С с последующим охлаждением в воду, достигается наилучшая биомеханическая совместимость материала с костной тканью, значительно повышаются такие механические свойства, как предел прочности, предел текучести, относительное удлинение до разрушения, а также необходимая скорость биодеградации — 0,47 мм/год.

Специалисты НИТУ МИСИС планируют масштабировать выпуск заготовок этого сплава для промышленного производства с сохранением всех требуемых качеств. Также в рамках договора с НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН до конца текущего года пройдут медицинские доклинические испытания биосовместимости in vitro и in vivo.

Ученые Университета МИСИС запатентовали сплав с памятью формы для биодеградируемых костных имплантатов на основе системы железо-марганец-кремний (Fe-Mn-Si). Он обладает высокой биомеханической совместимостью с костной тканью и требуемой скоростью растворения, что делает его перспективным материалом для использования в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии.

На сегодняшний день существуют материалы на основе магния или цинка, способные растворяться в организме, но у них более низкие механические свойства. По сравнению с этими веществами, сплавы на основе железа обладают лучшими механическими свойствами, но низкой способностью к биодеградации. Для устранения этого недостатка в качестве легирующих элементов использованы марганец и кремний.

Кроме биосовместимости с костной тканью и определённых физико-механических свойств, материал для имплантатов должен способствовать заживлению и регенерации тканей с последующим естественным растворением в организме пациента.

Известно, что применение различных методов термомеханической обработки, включая горячую и холодную прокатку с последеформационным отжигом, значительно повышает функциональные свойства сплава. Ученые установили, что после горячей прокатки при 800°С с последующим охлаждением в воду, достигается наилучшая биомеханическая совместимость материала с костной тканью, значительно повышаются такие механические свойства, как предел прочности, предел текучести, относительное удлинение до разрушения, а также необходимая скорость биодеградации — 0,47 мм/год.

Специалисты НИТУ МИСИС планируют масштабировать выпуск заготовок этого сплава для промышленного производства с сохранением всех требуемых качеств. Также в рамках договора с НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН до конца текущего года пройдут медицинские доклинические испытания биосовместимости in vitro и in vivo.