Имплантаты из стали или титана, которые используют традиционно, требуют повторного хирургического вмешательства. В качестве альтернативы ученые рассматривают магниевые сплавы, близкие по свойствам к костной ткани. Такие протезы постепенно растворяются в организме, однако их применение может быть ограничено низкой коррозионной стойкостью.
Сотрудники из Национального исследовательского технологического университета МИСИС с коллегами из Московского физико-технического института и Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН установили, что скорость растворения напечатанного на 3D-принтере магниевого сплава WE43 возможно регулировать специальной термообработкой. Об этом Науке Mail сообщили в пресс-службе Минобрнауки.
Для исследования специалисты создали образец методом 3D-печати из металлического порошка. Они определили оптимальный режим термообработки: нагрев до 525 °C на 4 часа с последующим отжигом при 200 °C. Решение снизило внутренние напряжения и повысило коррозионную стойкость сплава.
Мы подобрали режим термообработки, который стабилизирует структуру сплава и замедляет процесс растворения. Благодаря этому имплантат сможет дольше сохранять прочность, обеспечивая надежную фиксацию кости на этапе заживления.
Эксперименты подтвердили, что термообработка замедляет растворение материала в 1,5 раза, продлевая срок службы имплантата на период заживления кости. Дополнительно метод повысил структурную однородность и снизил количество микродефектов, увеличив надежность 3D-печатных образцов. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Characterization (Q1).
Мы впервые в России продемонстрировали, что на долговечность образца из магниевого сплава, напечатанного на 3D-принтере, решающим образом влияет уровень остаточных механических напряжений. Чем он ниже, тем более сбалансированные коррозионные и механические свойства мы получим. Регулировать этот уровень можно с помощью заданных режимов термообработки. Остаточную пористость и технологические дефекты в сплавах после 3D-печати можно контролировать, управляя объемной плотностью лазерной энергии.
Разработка открывает новые перспективы для применения биорезорбируемых магниевых имплантатов в клинической практике. Новые протезы, созданные методом 3D-печати, могут точно соответствовать анатомии пациента и естественным образом интегрироваться в процесс восстановления тканей.
Ранее Наука Mail писала о том, что российские ученые зарегистрировали уникальный нательный ЭКГ-монитор.
