17.11.2020

托国立西伯利亚物理技术学院的材料科学家们已获得一种获得植入物材料的方法的专利,该材料在负载下的行为与人体的活组织相同。 这种“类自然”材料是在耐用的镍钛合金的基础上制成的,借助钛粉添加剂,科学家们实现了弹性行为和形状记忆效果。 这种新材料的性能与人体的骨组织在生理压力下的行为具有可比性。

托国立科学家们的任务是获得一种具有生物相容性,高强度,耐腐蚀和耐用性的植入物材料。 但同时,它类似于人体的活骨组织。 该材料是通过将Ti粉末添加到基于镍化钛的多孔粉末合金中而获得的。 添加剂可以调节孔隙率,同时达到弹性和形状记忆效果。

создание материала

托国立西伯利亚物理技术学院医学合金和植入物实验室的高级研究科研员,该研究的一位作者谢尔盖·阿尼科夫解释道:“ 活组织在负载作用下的形状发生变化,该变化不是弹性的,而是根据特殊的磁滞模式。这是一个非常不寻常的过程:在变形开始时,生物系统会强烈抵抗并迅速累积应力,但随后达到平稳状态,然后变形继续进行,而不会增加应力。在卸载过程中,生物系统可以抵抗这种卸载,并且在消除外部应力后可以完全恢复其原始形状。

这种新材料的生产方法已获得托国立科学家们的专利保护,在负载下的行为也相同。 在基于镍化钛的合金中,由于实施了马氏体相变,因此在载荷作用下出现了相同的磁滞依存性。 这就是用这种材料制成的植入物满足外科,牙科和创伤学领域最新医学要求的原因。

谢尔盖·阿尼科夫评论说: “传统的植入物材料(例如钛,钽,不锈钢)在负载下不会出现滞后现象。 高强度的织针,大头针,编织板是由它们制成的,因此在人体负载的作用下它们不会改变形状。 事实证明,静态条件是为人体工作创造的,周围的一切都在运动,我们的材料与身体一起“生存”。

基于TiNi的弹性多孔材料能够将其形状改变高达6–7%,而不会发生永久变形,即在强力拉伸或压缩后完全恢复其原始形状。 基于这种合金制成的植入物不仅具有高的结构性能,而且还具有与人体的骨组织尽可能接近的物理和机械参数。

дентальные имплантаты из пористого матариала

该研究是在俄罗斯科学基金会19-79-10045的资助范围内进行的,“开发一种反应扩散烧结的方法,以创建基于镍钛合金的生物相容性多孔材料,该多孔材料具有发达的孔壁表面,并且具有滞后性形状变化”

托国立西伯利亚物理技术学院的具有形状记忆功能的医用合金和植入物实验室正在开发从根本上来说新一代的材料和植入物,其用途广泛,可用于牙科,创伤学,外科,眼科,肿瘤学和其他医学领域。 这些开发受到500多个俄罗斯联邦的专利保护。