Специалисты Университета науки и технологий МИСИС в сотрудничестве с коллегами из МФТИ и Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН разработали новый подход к обработке магниевых сплавов для человеческих имплантов, как сообщается в пресс-службе Минобрнауки РФ.
Новая технология предназначена для имплантов, которые должны растворяться в организме (так называемых биорезорбируемых), и призвана регулировать процесс этого растворения.
«В Университете МИСИС предложили новый способ обработки биорезорбируемого магниевого сплава, полученного с помощью 3D-печати, благодаря чему импланты, изготовленные из него, смогут дольше сохранять необходимую форму и равномерно растворяться в организме. Это решение позволит костям восстанавливаться без риска преждевременной потери опоры и минимизирует необходимость повторных операций»,— отметили в пресс-службе.
Традиционно используемые импланты из стали и титана требуют повторного хирургического вмешательства для их удаления после восстановления кости. В качестве альтернативы рассматриваются магниевые сплавы: они обладают механическими свойствами, близкими к костной ткани, и постепенно растворяются в организме. Однако их применение ограничено низкой коррозионной стойкостью.
Сотрудники НИТУ МИСИС совместно с коллегами из МФТИ и ИФПМ СО РАН доказали, что регулируя скорость растворения магниевого сплава WE43, полученного аддитивным методом, возможно с помощью специального метода термообработки. Образец был изготовлен методом 3D-печати из металлического порошка. Исследователи подобрали оптимальные условия термообработки, чтобы снизить внутренние напряжения в структуре и сделать сплав более устойчивым к коррозии: нагрев до 525 градусов в течение 4 часов с последующим отжигом при 200 градусах.
«Мы впервые в России продемонстрировали, что на долговечность образца из магниевого сплава, напечатанного на 3D-принтере, решающим образом влияет уровень остаточных механических напряжений. Чем он ниже, тем более сбалансированные коррозионные и механические свойства мы получим. Регулировать этот уровень можно с помощью заданных режимов термообработки. Остаточную пористость и технологические дефекты в сплавах после 3D-печати можно контролировать, управляя объемной плотностью лазерной энергии»,— рассказала научный сотрудник лаборатории аддитивного производства НИТУ МИСИС Вероника Утяганова.
Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Characterization.
Фото: hi-tech.mail.ru