Зерно истины: как сделать «исчезающие» имплантаты надёжнее
Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) нашли способ обработки магниевых сплавов, который позволяет в три раза снизить риск глубоких коррозионных повреждений медицинских имплантатов. Полученные данные открывают новые возможности для создания максимально надёжных саморастворяющихся конструкций в хирургии. В ТГУ проведено детальное исследование механизмов коррозии перспективного магниевого сплава ZX10, который используется для создания биорезорбируемых (саморастворяющихся) медицинских имплантатов. Полученные данные позволят создавать более надёжные конструкции для челюстно-лицевой хирургии и ортопедии, исключая необходимость проведения повторных операций по извлечению штифтов и пластин. Современная медицина стремится к минимизации травматизма. Традиционные имплантаты из титана или стали остаются в теле навсегда или требуют повторного хирургического вмешательства для их удаления. Биорезорбируемые сплавы на основе магния решают эту проблему: они выполняют функцию поддержки кости, пока она срастается, а затем постепенно растворяются и замещаются живой тканью. Это значительно сокращает период реабилитации и снижает нагрузку на систему здравоохранения. Однако ключевым вызовом остается контроль скорости этого «растворения». Если имплантат разрушится слишком быстро, кость не успеет зажить; если слишком медленно – это может вызвать воспаление. В ходе исследования на базе Тольяттинского государственного университета был протестирован сплав системы ZX10 (магний-цинк-кальций). Учёные сравнили два состояния материала: крупнозернистое (литое) – исходное состояние металла, и мелкозернистое (экструдированное) – полученное в результате специальной обработки (экструзии) при температуре 320 °C. Экструзия позволила уменьшить размер зерна в 10 раз, что радикально меняет свойства материала. Учёные ТГУ Дмитрий Мерсон, Евгений Мерсон, Павел Мягких, Виталий Полуянов, Александр Сергеев установили, что надёжность и скорость коррозии зависят не только от размера зерна металла, но и от кристаллографической текстуры, а также электродного потенциала микрочастиц вторых фаз. Эти частицы могут провоцировать локальную коррозию, создавая своего рода гальванический эффект внутри материала. Для тестов использовались условия, максимально приближенные к среде человеческого организма. Образцы помещали в раствор Хэнкса (имитация плазмы крови) на 14 суток при температуре 37 °С и строгом контроле уровня pH. С помощью высокоточного оборудования – сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии – учёные зафиксировали, как именно образуются коррозионные «язвы», и какая доля поверхности поражается в зависимости от структуры сплава. Результаты работы позволяют «дирижировать» процессом биодеградации. Понимая, как размер зерна и ориентация кристаллов влияют на коррозию, можно прогнозировать срок службы имплантата в теле пациента, создавать изделия с равномерным растворением без образования глубоких дефектов, повышать общую безопасность медицинских изделий из магния. «Для изделий из магниевых сплавов необходимо полное представление о влиянии каждого фактора на надёжность конечного продукта», – отмечается в материалах исследования. Эксперименты подтвердили, что правильная обработка сплава (переход к мелкозернистой структуре) существенно меняет его поведение в агрессивной среде организма, делая процесс заживления более предсказуемым. Структура металла напрямую влияет на его долговечность: уменьшение размера зерна сплава способствует формированию более плотной «защитной пленки» на поверхности. В результате скорость растворения имплантата замедляется, а само разрушение происходит более равномерно. – Также установлено, что на крупнозернистом материале образуются глубокие коррозионные язвы, которые могут стать концентраторами напряжений и привести к преждевременному выходу имплантата из строя, – отмечает старший научный сотрудник лаборатории дизайна магниевых материалов ТГУ Павел Мягких. – Мелкозернистый сплав продемонстрировал более высокую сопротивляемость коррозии, что делает его предпочтительным для изготовления ответственных хирургических изделий. Работа учёных ТГУ открывает новые перспективы в материаловедении для медицины. Понимание процессов микроструктурной коррозии позволит создавать имплантаты с точно заданным сроком службы, обеспечивая их механическую целостность на весь период срастания костей. Полученные данные позволяют проектировать магниевые имплантанты максимально надежными и безопасными для пациентов челюстно-лицевых и ортопедических клиник. Исследование «Влияние размера зерна на особенности коррозионного процесса биорезорбируемого сплава ZX10 в растворе Хэнкса» выполнено при поддержке Российского научного фонда (проекты № 23-19-00636 и № 23-23-10041) в рамках реализации федеральной программы государственной поддержки и развития университетов «Приоритет 2030» Работа опубликована в журнале MATERIALS. TECHNOLOGIES. DESIGN.
Контактное лицо: Ольга Колпашникова
Компания: ТГУ
Добавлен: 21:17, 28.01.2026
Количество просмотров: 677
Страна: Россия
В Москве, в «Тимирязев-центре» с 7 по 10 октября проходит XXVIII Российская агропромышленная выставка «Золотая осень 2026», по традиции активное участие в которой принимает Алтайский государственный аграрный университет.
Студенты Факультета природообустройства Алтайского государственного аграрного университета в ходе производственной практики приняли участие в проекте по обследованию залежных земель в Алтайском крае на предмет возможности и эффективности вовлечения их в сельскохозяйственный оборот.
В Алтайском государственном аграрном университете в рамках программы «Кадры в агропромышленном комплексе» прошла торжественная церемония вручения ключей от новых квартир преподавателям и сотрудникам.
Коллектив ученых Алтайского государственного аграрного университета запатентовал новый способ возделывания экологически чистой сои для условий Алтайского края.
1 сентября в 9.00 на площади перед главным корпусом Алтайского государственного аграрного университета состоится торжественно-праздничное мероприятие, посвященное Дню знаний и началу нового учебного года.
