18+
18+
РЕКЛАМА

Томские ученые предложили новый подход к созданию имплантатов для эндопротезирования

Город, Образование и наука, Томские новости, ТПУ, интересные новости Томска томска наука образование школа технологии развитие медицины Томские ученые предложили новый подход к созданию имплантатов для эндопротезирования

Ученые Томского политехнического университета в составе международной коллаборации предложили новый комплексный подход к изготовлению и функционализации имплантатов для протезирования тазобедренного сустава. Он предполагает использование биоактивных покрытий из фосфата кальция с заданным составом, обладающих улучшенной биоактивностью, механической и коррозионной стойкостью.

Как сообщает пресс-служба вуза, число операций по полной замене сустава на имплантат продолжает расти. Кроме того, увеличивается и число повторных операций. Среди основных причин — асептическое расшатывание, износ и выход из строя имплантата и другие. Срок службы коммерческих металлических имплантатов ограничен и зависит от активности образа жизни человека. И большая их часть доступна лишь в стандартизированных размерах. Поэтому разработка персонализированных имплантатов остается одной из важнейших задач.

Один из перспективных методов производства частично или полностью индивидуализированных по форме и функциям имплантатов — электронно-лучевое спекание. Он относится к методам трехмерной печати. В нем критически важен и выбор материала для изготовления имплантата. В этом вопросе се больший интерес вызывают титановые сплавы, содержащие биосовместимые легирующие элементы, например, ниобий. Чтобы улучшить взаимодействие имплантата с тканью, повысить остеинтеграцию и минимизировать долгосрочные осложнения, применяют различные методы модификации поверхности. Например, наносят покрытия на основе гидроксиапатита (фосфата кальция) методом плазменного напыления. Такие покрытия химически схожи с костным минералом, отличаются хорошей остеокондуктивностью и способствуют быстрому образованию костной ткани.

— Нанесение покрытий методом высокочастотного магнетронного напыления обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с плазменным напылением. Такой подход позволяет получить плотные и композиционно однородные пленки, а также значительно улучшает адгезию и сохраняет химическую целостность гидроксиапатита, минимизируя цитотоксичность побочных продуктов. Еще один перспективный подход — покрытия на основе гидроксиапатита, легированные ионами магния и стронция, что дает синергетический эффект, улучшающий биоактивность и адгезию покрытия, — говорит инженер Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Мария Козадаева.

Ученые представили комплексный подход к созданию и функционализации имплантатов. Гироидные (трехмерная «сетка», состоящая только из волнистых поверхностей без плоских линий) скаффолды на основе сплавов титана и ниобия были получены методом электронно-лучевого спекания. Такая структура отражает мотивы, встречающиеся в природе, для повышения механических характеристик и биологической интеграции. Затем на скаффолды методом высокочастотного магнетронного напыления наносились покрытия из гидроксиапатита, легированного ионами магния, ионами стронция, а также ионами и магния, и стронция одновременно. После анализировались свойства полученных образцов, а цитосовместимость скаффолдов, активность щелочной фосфатазы, уровни отложения кальция и производства коллагена были изучены in vitro на преостеобластических клетках.

— Первопринципные расчеты на уровне электронной структуры показали, что внедрение стронция практически не нарушает дальний порядок кристаллической решетки, тогда как магний создает зоны локальных микронапряжений и способствует аморфизации структуры. Это напрямую объясняет, почему именно легирование стронцием повышает механическую прочность, а магнием — снижает ее при сохранении биосовместимости, — добавляет старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Ирина Грубова.

Отмечается, что наиболее сбалансированное сочетание структурной стабильности, коррозионной стойкости, механической прочности и биологических свойств продемонстрировали покрытия на основе фосфата кальция, легированного ионами и магния, и стронция, что делает его наиболее перспективным для модификации поверхности ортопедических скаффолдов.

В исследовании приняли участие сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Национального института исследований и разработок в области оптоэлектроники (Румыния), Политехнического университета Бухареста (Румыния), Критского университета (Греция), Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина, Университета Марбурга (Германия), Боннского университета (Германия), Института электронной структуры и лазеров (Греция), Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (Новосибирск), Средне-Шведского университета (Швеция).

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».

Томские новости

В Томске открылась выставка «Видимо — невидимо» об истории города

12 октября 2026
Томские новости

Томская область за 9 месяцев снизила ввод жилья на 5,6%

22 октября 2026
Томские новости

Прокуратура добилась закрытия зоопарка у томского кафе «Гоар»

30 сентября 2026
Томские новости

Завтра в Томске ограничат движение на Комсомольском проспекте

20 октября 2026
Томские новости

«Ростелеком» завершил разработку высокоскоростной DWDM-системы «БУЛАТ»: оборудование включено в реестр российской промышленной продукции Минпромторга РФ

13 октября 2026
Томские новости

Томский подрядчик предложил мэрии взять консервацию деревянных домов на себя

14 октября 2026
Томские новости

Завышенные показатели вывоза мусора стали поводом для уголовного дела в Томске

27 октября 2026
Томские новости

Новосибирская компания построит поликлинику для Северного парка и Левобережного лайфа

15 октября 2026
Город

Как восстанавливают Солдатскую синагогу в Томске: итоги года работ и планы на зиму

21 октября 2026