В Санкт-Петербурге предложили создавать похожие на кость имплантаты | Новости MOS.NEWS
Ср, 30 сентября €96.06 $84.43
zen-yandex

Санкт-Петербург

назад

В Санкт-Петербурге предложили создавать похожие на кость имплантаты

В Санкт-Петербурге предложили создавать похожие на кость имплантаты
МОСКВА, 30 сен — РИА Новости.

Российские исследователи предложили более гибкий подход к 3D-печати костных имплантатов, используя разные титановые сплавы для отдельных слоев и участков изделия. Такой метод позволяет создавать конструкции, которые лучше соответствуют особенностям живой кости и потенциально меньше вызывают отторжение со стороны организма пациента. Разработку представили ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, а результаты работы опубликованы в журнале Metals.

По словам специалистов, при изготовлении имплантатов важно учитывать, что разные зоны будущей конструкции должны выполнять разные задачи. Одни участки обязаны выдерживать значительные нагрузки и сохранять прочность при изгибе, другие — обеспечивать надежное и быстрое приживление к костной ткани. Кроме того, в местах, где искусственный материал соприкасается с биологическими тканями, особенно важны дополнительные защитные свойства, в том числе антибактериальный эффект.

Ученые отмечают, что обычные имплантаты часто имеют одинаковые свойства по всему объему, хотя реальная кость устроена гораздо сложнее и неоднороднее. Именно поэтому применение нескольких типов титановых сплавов в рамках одной 3D-печатной конструкции может стать более перспективным решением для медицины. Такой подход открывает возможности для создания персонализированных имплантатов, которые будут лучше адаптированы к конкретному пациенту и условиям его лечения.

По мнению авторов исследования, подобные технологии могут в будущем повысить эффективность восстановления после травм и операций, сократить риск осложнений и улучшить долгосрочные результаты имплантации.

Если попытаться изготовить такие медицинские устройства из одного-единственного материала, он все равно не сможет одновременно соответствовать всем необходимым требованиям и обладать универсальной «суперстойкостью» к любым нагрузкам и воздействиям, пояснили в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ). На практике для медицинских имплантатов важно учитывать сразу несколько факторов: прочность, биосовместимость, устойчивость к износу, коррозионную стойкость и способность работать в условиях постоянных механических нагрузок. Поэтому задача ученых заключается не просто в подборе «лучшего» материала, а в грамотном сочетании разных материалов в одной конструкции.

Как отметил один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник и доцент Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Игорь Полозов, имплантат следует рассматривать не как цельную деталь из одного металла, а как сложную конструкцию, где разные участки выполняют разные функции и потому могут быть выполнены из наиболее подходящих для них материалов. Такой подход позволяет добиться более высокой надежности и долговечности изделия, а также снизить риск осложнений после установки. При этом особенно важно, чтобы между разными материалами не возникало слабого соединения или «шва», поскольку именно в зоне стыка может появиться разрушение, способное привести к выходу всей конструкции из строя. Иными словами, только при надежном соединении и правильном подборе материалов такой «конструктор» сможет успешно работать в организме и выдерживать длительную эксплуатацию.

Современные исследования в области биомедицинской инженерии показывают, что создание сложных вживляемых конструкций с заданными свойствами действительно возможно, если использовать несколько титановых сплавов с разным составом. Такой подход особенно важен для имплантатов, которые должны одновременно быть прочными, биосовместимыми и устойчивыми к воздействию живых тканей. Кроме того, применение разных материалов в одной конструкции позволяет точнее настраивать ее свойства под конкретные задачи и условия работы внутри организма.

Ученые университета доказали, что для изготовления отдельных частей имплантата можно применять биосовместимые сплавы титана с танталом (Ti15Ta), сплав титана с танталом, ниобием и цирконием (Ti10Ta2Nb2Zr), а также сплав титана с ниобием, цирконием и медью (Ti13Nb13Zr5Cu). Особый интерес представляет последний вариант, поскольку присутствие меди в его составе помогает сдерживать рост бактерий и снижает риск инфекционных осложнений после операции. Это делает материал перспективным для создания имплантатов, которые должны не только хорошо приживаться, но и обеспечивать дополнительную защиту от микробов.

"Мы установили, что при 3D-печати методом селективного лазерного плавления между этими материалами образуются переходные зоны толщиной в несколько сотен микрометров, которые не уступают исходным сплавам по прочности, а значит, сохраняют надежность всей конструкции. Более того, такая структура позволяет объединять в одном изделии участки с разными функциями: одни обеспечивают высокую механическую устойчивость, другие — лучшую совместимость с тканями, а третьи — антимикробный эффект. В перспективе это открывает путь к созданию персонализированных имплантатов нового поколения, которые можно будет адаптировать под анатомию и потребности конкретного пациента."

Переписанный текст:

В ходе исследования ученые отдельно изучали, как живые клетки реагируют на каждый из использованных сплавов, проводя испытания в лабораторных условиях на культурах клеток костной и десневой ткани. Такой подход позволяет заранее понять, насколько безопасно и эффективно материал будет взаимодействовать с организмом после имплантации. Как пояснил Полозов, еще ближе приблизить имплантат по строению и механическим свойствам к настоящей кости можно за счет дополнительной настройки пористости каждого слоя, что особенно важно для успешного приживления и последующей работы конструкции.

Кроме того, специалисты отметили, что перед внедрением разработки в клиническую практику необходимо провести ряд дополнительных исследований. В частности, требуется тщательно проверить усталостные характеристики материала, его устойчивость к коррозии, а также биологический отклик переходных зон между различными сплавами, поскольку именно эти участки могут существенно влиять на долговечность и надежность имплантата. Такой комплексный анализ поможет оценить перспективы технологии не только с точки зрения прочности, но и с позиции биосовместимости и безопасности для пациента.

Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда в рамках гранта № 25-79-00097.

Источник и фото - ria.ru

предыдущая новость
вверх
Точка Счастья Дети
Ко Дню Победы в России представили инновационный формат исторических экскурсий для детей. Проект «ТОЧКА СЧАСТЬЯ. ДЕТИ», предлагает иммерсивные обучающие программы, которые кардинально отличаются от традиционных экскурсий и детских спектаклей.

Подробнее... Добавить свой сайт

В Санкт-Петербурге предложили создавать похожие на кость имплантаты
Санкт-Петербург
Захарова объяснила, как Лавров успевает пообедать между встречами на ГА ООН
Общество
Срок оказания первичной неотложной помощи не должен превышать двух часов
Общество
Названы сроки консультации врача при подозрении на онкологию
Общество
30 сентября 2026 33
Консультации врачей-специалистов при подозрении на онкологические и сердечно-сосудистые заболевания должны проводиться н...
Российский боец ликвидировал украинского военного в рукопашной схватке
Общество
ВС России находят укрытия ВСУ в Орехове по беспилотникам
Общество
30 сентября 2026 78
СЕВАСТОПОЛЬ, 30 сен - РИА Новости.

Онлайн издание MOS.NEWS - актуальные новости Москвы. Здесь можно получить достоверную и объективную информацию о том, что ежедневно происходит в столице. Наш ресурс для тех, кому интересно все, что касается любимого города. Основной принцип ресурса – правдивое и оперативное освещение событий, соблюдение стандартов качественной журналистики и приоритет интересов москвичей. Наши читатели могут выразить свою точку зрения в комментариях к новостям, обсудить знаковые события в авторских колонках, спланировать отдых с афишей Москвы, принять участие в формировании новостного контента, наконец, узнавать новое и развиваться.

Наши партнёры


ГОРОДСКАЯ СЕТЬ ПОРТАЛОВ ГРУППЫ MOS.NEWS