Пресс-релизы // » Добавить пресс-релиз

Фтороводород как регулятор скорости, надёжности и чистоты

В Тольяттинском государственном университете (ТГУ) нашли способ в 6 раз снизить скорость резорбции магниевых сплавов для изготовления медицинских имплантатов и сделать их более стойкими. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Metals.
Магниевые сплавы, способные растворяться в организме человека (биорезорбируемые), сейчас представляют большой интерес для имплантологов, так как не требуют повторных операций по их извлечению.
– Но проблема всех биорезорбируемых магниевых сплавов в том, что они слишком быстро растворяются, и регулировать эту скорость достаточно сложно. А нам необходимо это делать, так как есть разные задачи, под которые эти сплавы используются, – говорит начальник лаборатории «Прецизионная микроскопия» научно-исследовательского института прогрессивных технологий (НИИПТ) ТГУ Евгений Мерсон. – Например, одно дело, когда винт вкручен в кость, и совсем другое, когда это пластина, контактирующая с мягкими тканями. Скорость растворения у них будет разной, потому что в кости практически нет циркуляции жидкости, там только ионный обмен, а в мягких тканях циркуляция происходит более интенсивно, и среда более агрессивная. Поэтому весь мир сейчас работает над тем, чтобы научиться управлять скоростью растворения магниевых имплантатов.
Подходы используются разные: меняется химический состав, варьируется микроструктура, применяются различные поверхностные обработки, например, нанесение защитных покрытий. Исследователи НИИПТ ТГУ решили подвергнуть магниевый сплав обработке плавиковой кислотой (водный раствор фтороводородной кислоты, HF) и получили тройной положительный эффект.
– Мы обнаружили, что на поверхности образцов после токарной обработки остаются различные загрязнения, например, частицы резца, которые ускоряют коррозию. Ускоряют её и частицы вторичных фаз. Что это значит? Например, наш сплав состоит из магния, цинка и кальция. Альфа-фаза – это кристаллическая решетка магния, в которую встроены атомы цинка и кальция. А есть ещё частицы вторичных фаз, которые имеют иной химический состав и, как правило, более положительный электродный потенциал по сравнению с альфа-матрицей. Таким образом, находясь в электропроводной среде, например, в любом водно-солевом растворе, включая плазму крови человека, они создают гальваническую пару и способны увеличить скорость растворения альфа-фазы. Плавиковая кислота растворяет и частицы металлов резца, и частицы вторичных фаз, замедляя таким образом скорость коррозии магниевого сплава, – отметил Евгений Мерсон.
Он напомнил, что в ТГУ готовится к запуску производство биорезорбируемых имплантатов из магния, производить их будут на токарных станках с применением резцов, которые неизбежно оставят на поверхности изделий частички стали.
– Наш способ технологичен, он позволяет обработать большое количество изделий за один раз. Нарезали винтов, подержали их 15 минут в ванне с кислотой – всё. Они обработаны, на них нет загрязнений, скорость коррозии снижена, – подчеркнул учёный.
Кроме того, при взаимодействии магния с фтороводородом на поверхности образца возникает тонкий слой фторида магния, плёнка, которая плохо растворима в водных соленых растворах.
– Эта плёнка защищает магний при контакте с водой или с той же плазмой крови человека и, соответственно, замедляет скорость растворения самого сплава. Таким образом получаем тройной эффект: растворение частиц «загрязнений» поверхности, растворение частиц вторичных фаз и образование фторидной плёнки – всё это в комплексе даёт нужное нам улучшение коррозионных свойств, – говорит Евгений Мерсон. – Конечно, похожие работы были, но особенность конкретно нашего исследования в том, что для сплавов системы легированияMg-Zn-Ca эти эффекты показаны не были.
Кроме того, материаловеды ТГУ исследовали влияние обработки сплава плавиковой кислотой на так называемое коррозионное растрескивание под напряжением.
– Пластины и винты, с помощью которых фиксируют сломанные кости, находятся под постоянной или циклической нагрузкой, например, по причине того, что человек двигается, ходит, жуёт и т.д. А одновременное воздействие на металл агрессивной среды и механического напряжения создает благоприятные условия для развития явления, называемого «коррозионным растрескиванием под напряжением». Опасно оно тем, что способно вызвать преждевременное разрушение установленного в организме имплантата даже задолго до начала его заметного растворения, и тогда понадобится повторная операция, – объясняет Евгений Мерсон.
Оказалось, что обработка в плавиковой кислоте не только уменьшает скорость растворения, но и повышает стойкость сплава к коррозионному растрескиванию под напряжением. К тому же, для организма человека она тоже совершенно безвредна, что было подтверждено тестами in vitro в центре медицинской химии Тольяттинского госуниверситета.
– Мы поместили обработанный плавиковой кислотой сплав в агрессивную среду, схожую по свойствам с лимфой крови человека, выдержали там, и продукты того, что перешло в эту среду из сплава, использовали для воздействия на клетки. Выяснилось, что никакого цитотоксического влияния эти продукты на клетки не оказывают, а значит обработка сплава фтороводородом не приведёт к каким-то фатальным последствиям для человека, – рассказал директор центра медхимии ТГУ Александр Бунев.
Статья, подготовленная учёными Тольяттинского госуниверситета, была опубликована как приглашённая в журнале Metals Многопрофильного цифрового издательского института (MDPI). Это высокорейтинговый рецензируемый журнал по материаловедению и инженерии (уровень Q2) с открытым доступом, базирующийся в Базеле (Швейцария).

Контактное лицо: Ольга Колпашникова
Компания: Тольяттинский государственный университет
Добавлен: 22:38, 22.01.2024 Количество просмотров: 531
Страна: Россия


Первые слушатели агротехнологических классов АГАУ на базе барнаульской школы получили сертификаты об обучении, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 03:38, 23.12.2024, Россия243
Сегодня, 20 декабря, в средней общеобразовательной школе №53 г. Барнаула состоялось вручение первых сертификатов об обучении по дополнительной общеобразовательной программе в рамках предпрофильного образования в агротехнологическом классе Алтайского государственного аграрного университета


Студент Алтайского ГАУ стал победителем краевого конкурса «Проекты Национальной технологической инициативы», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 03:29, 23.12.2024, Россия49
В Министерстве экономического развития Алтайского края завершена комплексная экспертиза инновационных проектов, представленных на ежегодный краевой конкурс «Проекты Национальной технологической инициативы».


Отечественная компания-производитель сельхозтехники открыла в Алтайском ГАУ специализированную брендированную аудиторию, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 04:31, 18.12.2024, Россия87
Сегодня, 17 декабря, в Алтайском государственном аграрном университете состоялось открытие новой брендированной аудитории компании «Liliani», индустриального партнера вуза, 25 лет успешно занимающейся производством сельхозтехники для агрологистики.


Осенний сезон коммуникативно-образовательного интенсива «Молодежь. Наука. Инновации» завершился выездным мероприятием в Тальменском районе, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 04:25, 18.12.2024, Россия57
13-14 декабря в р.п. Тальменка, на базе Тальменской СОШ №3, состоялся финальный в 2024 году коммуникативно-образовательный интенсив «Молодежь. Наука. Инновации»


Сообщество ВЫЗОВ завершило работу на IV Конгрессе молодых ученых, https://vyzov23.ru/, 04:10, 18.12.2024, Россия67
Молодежное сообщество ВЫЗОВ приняло участие в IV Конгрессе молодых ученых, который объединил деятелей — от студентов и предпринимателей до представителей ведущих научных центров и государственных компаний. Он завершился 29 ноября.


Представители Совета Федерации и федеральных министерств обсудили в Алтайском ГАУ программу развития вуза, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 04:05, 18.12.2024, Россия137
Сегодня, 13 декабря, Алтайский государственный аграрный университет с рабочим визитом посетила делегация в составе представителей Совета Федерации, Министерства сельского хозяйства и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации


Труды ученых Алтайского ГАУ отмечены наградами XI конкурса «Аграрная учебная книга», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 03:49, 18.12.2024, Россия51
Подведены итоги XI конкурса «Аграрная учебная книга» среди аграрных вузов России


Будущее научного контента в медиа обсудили на IV Конгрессе молодых ученых, https://vyzov23.ru/, 03:37, 18.12.2024, Россия65
Панельная дискуссия «Медийное поле отдано развлечениям. Есть ли шанс у интеллекта?» прошла 28 ноября на федеральной территории «Сириус». На круглом столе обсудили, как наука может найти свое место в медиа и конкурировать с развлекательным контентом.


Гости IV Конгресса молодых ученых записали более 200 видеовизиток в студии ВЫЗОВ, https://vyzov23.ru/, 03:35, 18.12.2024, Россия56
Креативное пространство «Новые лица» Молодежного сообщества ВЫЗОВ принимало гостей с 27 по 29 ноября на IV Конгрессе молодых ученых. Гости интерактивной зоны смогли записать индивидуальные видеовизитки, рассказать о себе, своих достижениях и проектах


В студии Сообщества ВЫЗОВ записали более 60 подкастов на IV Конгрессе молодых ученых, https://vyzov23.ru/, 04:44, 12.12.2024, Россия609
Подкастная студия, организованная Молодежным сообществом ВЫЗОВ, принимала гостей IV Конгресса молодых ученых. С 27 по 29 ноября каждый смог стать героем подкаста и обсудить актуальные вопросы науки. Интерактивная зона работала в креативном пространстве «Новые лица».


На сайте «Наука в Алтайском ГАУ» появилась страница Почвенного музея имени Н.В. Орловского, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 04:41, 12.12.2024, Россия534
Теперь все желающие онлайн могут познакомиться с историей и структурой экспозиции Почвенного музея имени Н.В. Орловского на базе Алтайского государственного аграрного университета


Сразу 11 патентов ученых Алтайского ГАУ вошли в альбом «Изобретено на Алтае. Лучшие работы алтайских изобретателей», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 04:13, 11.12.2024, Россия70
Готовится к печати новый выпуск альбома «Лучшие работы алтайских изобретателей», созданный трудами Алтайской краевой общественной организации Всероссийского общества изобретателей и рационализаторов и АКУНБ им. В.Я. Шишкова, в котором представлена информация об изобретениях ученых Алтайского государственного аграрного университета


Российские ученые разработали высокойодные эмульгаторы нового поколения, АО «СОЮЗСНАБ», 04:54, 10.12.2024, Россия158
Специалисты НИЦ ППиФ на базе ГК «СОЮЗСНАБ» разработали инновационную технологию производства высокойодных эмульгаторов нового поколения. Технология, состоящая из восьми этапов, позволяет получить высококачественные эмульгаторы, обладающие уникальными свойствами.


Исследования ТГУ по магнию поддержит РНФ, Тольяттинский государственный университет, 06:33, 08.12.2024, Россия228
Три проекта молодых учёных Тольяттинского госуниверситета (ТГУ) получат гранты Российского научного фонда.


В Алтайском ГАУ обсудили актуальные проблемы наукоемкого бизнеса и опыт успешного создания и продвижения технологических проектов в регионе, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 06:17, 08.12.2024, Россия137
Сегодня, 5 декабря, в Алтайском государственном аграрном университете состоялась IV Региональная научно-практическая конференция «Развитие технологического предпринимательства»


  © 2003-2024 inthepress.ru