Молодой ученый Уфимского университета создает биорастворимые «имплантаты будущего»

В молодежной лаборатории Евразийского НОЦ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» в сотрудничестве с Институтом физики перспективных материалов Уфимского университета науки и технологи ведутся первые в стране научные исследования по созданию новых биорастворимых металлических материалов для медицины на основе цинковых сплавов.

Коллектив молодых ученых возглавляет кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории Эльвира Хафизова. Вместе с коллегами она исследует функциональные свойства и микроструктуру новых материалов, выбирает их оптимальный состав, который может быть использован для изготовления имплантатов, а именно, для стентов и ортопедических пластин.

Эльвира создает «имплантаты будущего», разрабатывая новый биоматериал, способный превзойти и импортозаместить текущиеаналоги. Ранее большинство клиник использовали импортные имплантаты, произведенные чаще всего в Германии.

При производстве имплантатов из биоразлагаемых материалов отпадает необходимость в повторной операции и наркозе, которые показаны при использовании обычных металлических спиц и винтов. С течением времени имплантаты будут рассасываться, и усваиваться организмом без вреда для здоровья.

- Когда мыставим пластину из магния или цинка, она, постепенно растворяясь, отдает свои ионы, которые вступают в реакцию с костью. Так что в поврежденной зоне эти ионы будут одновременно служить и лекарством.Сегодня врачи говорят нам о дефиците магния и цинка, а тут получается, что во время растворения ионы этих металлов будут поступать как раз в то место, где они больше всего нужны, - объясняет Эльвира.

Вроде бы все замечательно, поставил себе пластину магния или цинка – и пусть она «работает». Но все не так просто, необходимо обязательно контролировать скорость коррозии, а также повысить прочность материалов, так как чистый цинк и чистый магний очень непрочный и хрупкий материал. О том, как решить эту задачу Эльвира Хафизова рассказала в  подкасте «Уф, мозги» (https://rutube.ru/video/9aa49b4f2f9e660362bb26e1ba3ebc91/) который еженедельно выпускает Уфимский университет в рамках Десятилетия науки и технологий:

- Эту проблему мы решаем методом легирования, то есть добавляем в основной материал, в моем случае я занимаюсь цинковымисплавами, другие элементы для изменения физических или химических свойств материала. Кроме того, можно использовать метод обычной или интенсивной пластической деформации. Деформация - это изменение размера и формы тела под действием приложенных сил- растяжения, сжатия, изгиба и кручения, а интенсивна пластическая деформация -это технология обработки металлов давлением, позволяющая получать объемные материалы с уникальными свойствами посредством сильного измельчения структуры,в результате которойматериал начинает проявлять свойства, которыми ранее не обладал.

Так, прочность чистого цинка составляет всего 70 MПа, это очень мало. Если же методом легирования мы добавим в него другие элементы, то она увеличится до 160 MПа. А если еще применим интенсивную пластическую деформацию, то увеличим ее до 350 МПа. Такой материал уже вполне может заменить титановую пластину, - отмечает молодой ученый.

Отметим, что исследования молодых ученых ведутся в тесной кооперации с медиками – лабораторией клеточных культур и кафедрой травматологии и ортопедии Башкирского государственного медицинского университета. Именно там сейчас проходят испытания опытных образцов материалов на крысах.

Фото Евразийского НОЦ