Молодой ученый Уфимского университета создает биорастворимые «имплантаты будущего»

В молодежной лаборатории Евразийского НОЦ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» в сотрудничестве с Институтом физики перспективных материалов Уфимского университета науки и технологий ( https://uust.ru/ ) ведутся первые в стране научные исследования по созданию новых биорастворимых металлических материалов для медицины на основе цинковых сплавов.
Коллектив молодых ученых возглавляет кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории Эльвира Хафизова. Вместе с коллегами она исследует функциональные свойства и микроструктуру новых материалов, выбирает их оптимальный состав, который может быть использован для изготовления имплантатов, а именно, для стентов и ортопедических пластин.
Эльвира создает «имплантаты будущего», разрабатывая новый биоматериал, способный превзойти и импортозаместить текущие аналоги. Ранее большинство клиник использовали импортные имплантаты, произведенные чаще всего в Германии.
При производстве имплантатов из биоразлагаемых материалов отпадает необходимость в повторной операции и наркозе, которые показаны при использовании обычных металлических спиц и винтов. С течением времени имплантаты будут рассасываться, и усваиваться организмом без вреда для здоровья.
- Когда мы ставим пластину из магния или цинка, она, постепенно растворяясь, отдает свои ионы, которые вступают в реакцию с костью. Так что в поврежденной зоне эти ионы будут одновременно служить и лекарством. Сегодня врачи говорят нам о дефиците магния и цинка, а тут получается, что во время растворения ионы этих металлов будут поступать как раз в то место, где они больше всего нужны, - объясняет Эльвира.
Вроде бы все замечательно, поставил себе пластину магния или цинка – и пусть она «работает». Но все не так просто, необходимо обязательно контролировать скорость коррозии, а также повысить прочность материалов, так как чистый цинк и чистый магний очень непрочный и хрупкий материал. О том, как решить эту задачу Эльвира Хафизова рассказала в подкасте «Уф, мозги» (https://rutube.ru/video/9aa49b4f2f9e660362bb26e1ba3ebc91/) , который еженедельно выпускает Уфимский университет в рамках Десятилетия науки и технологий:
- Эту проблему мы решаем методом легирования, то есть добавляем в основной материал, в моем случае я занимаюсь цинковыми сплавами, другие элементы для изменения физических или химических свойств материала. Кроме того, можно использовать метод обычной или интенсивной пластической деформации. Деформация - это изменение размера и формы тела под действием приложенных сил - растяжения, сжатия, изгиба и кручения, а интенсивна пластическая деформация - это технология обработки металлов давлением, позволяющая получать объемные материалы с уникальными свойствами посредством сильного измельчения структуры, в результате которой материал начинает проявлять свойства, которыми ранее не обладал.
Так, прочность чистого цинка составляет всего 70 MПа, это очень мало. Если же методом легирования мы добавим в него другие элементы, то она увеличится до 160 MПа. А если еще применим интенсивную пластическую деформацию, то увеличим ее до 350 МПа. Такой материал уже вполне может заменить титановую пластину, - отмечает молодой ученый.
Отметим, что исследования молодых ученых ведутся в тесной кооперации с медиками – лабораторией клеточных культур и кафедрой травматологии и ортопедии Башкирского государственного медицинского университета. Именно там сейчас проходят испытания опытных образцов материалов на крысах.
Посмотреть еженедельный подкаст «Уф, мозги» Уфимского университета науки и технологий можно по ссылке https://rutube.ru/video/9aa49b4f2f9e660362bb26e1ba3ebc91/