Учёные ТПУ создали имплантаты для тазобедренного сустава с улучшенной биоактивностью

Исследователи Томского политехнического университета в составе международного коллектива предложили новый подход к изготовлению имплантатов для замены тазобедренного сустава. Метод сочетает электронно-лучевую 3D-печать каркасов из сплава титана с ниобием и нанесение биоактивного покрытия из фосфата кальция, легированного ионами магния и стронция. Разработка должна повысить биоактивность, коррозионную стойкость и срок службы протезов. Результаты опубликованы в журнале Applied Surface Science. Учёные методом электронно-лучевой печати изготовили каркасы с гироидной структурой, что повышает прочность и срастаемость с костью. Затем на поверхность нанесли покрытие из гидроксиапатита с добавлением магния и стронция. Эксперименты показали, что такое покрытие улучшает биосовместимость и стимулирует образование новой костной ткани. Лучшие результаты дали покрытия из фосфата кальция с теми же добавками — их считают наиболее перспективными для модификации имплантатов. Покрытия наносили методом высокочастотного магнетронного напыления, который позволяет получить плотные и однородные плёнки с хорошей адгезией и сохранением химической целостности гидроксиапатита. Контроль кристаллической структуры и легирующих добавок обеспечивает баланс биосовместимости, прочности и коррозионной стойкости. В работе участвовали учёные из Томска, Тамбова, Новосибирска, а также из Румынии, Греции, Германии и Швеции. «Нанесение покрытий методом высокочастотного магнетронного напыления обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с плазменным напылением. Такой подход позволяет получить плотные и композиционно однородные плёнки, а также значительно улучшает адгезию и сохраняет химическую целостность гидроксиапатита, минимизируя цитотоксичность побочных продуктов. Ещё один перспективный подход — покрытия на основе гидроксиапатита, легированные ионами магния и стронция, что даёт синергетический эффект, улучшающий биоактивность и адгезию покрытия», - рассказала инженер Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Мария Козадаева.