Ученые Томского государственного университета подтвердили, что 3D-печать способна сделать более экономичным производство стентов для артерий. Исследователи из лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ установили, что тонкостенные конструкции из никелида титана (NiTi), созданные методом селективного лазерного плавления (SLM), по сверхэластичности не уступают аналогам, изготовленным традиционным способом.
Стенты из сверхэластичного NiTi критически важны для протезирования подколенных артерий, испытывающих экстремальные нагрузки. Существующая технология, при которой заготовки вырезают лазером из массива сплава, приводит к потере до 90% дорогостоящего материала. Метод SLM, представляющий собой 3D-печать с локальной подачей порошка, позволяет радикально сократить эти отходы.
— Однако эти методы крайне неэффективны с точки зрения экономики. При использовании массива сплава для стентов до 90% материала идет в отходы. Поэтому производители нацелены на то, чтобы развивать методы более экономичной лазерной наплавки.
Ученые ТГУ исследовали механические свойства тонкостенных конструкций с ячеистой структурой, созданных методом лазерной наплавки порошка TiNi. Такая структура, подобная сотам, сочетает прочность с экономией материала. Работа проводилась совместно с лабораторией аддитивного производства НИТУ МИСИС, где были изготовлены образцы методом селективного лазерного плавления (SLM), а в ТГУ изучали их сверхэластичность на машине циклического растяжения.
Эксперимент состоял из двух этапов. Сначала испытали пять образцов, полученных при разной скорости сканирования лазера (от 400 до 800 мм/с), чтобы определить их деформацию до разрушения и задать параметры для циклических испытаний. На втором этапе были выявлены оптимальные режимы лазерного воздействия, обеспечивающие минимальную остаточную деформацию при циклических нагрузках.
Ученые выяснили, что при скорости сканирования 600 мм/с достигается сбалансированный фазовый состав и низкая дефектность микроструктуры. Это обеспечивает максимальную деформацию около 8,5%, близкую к свойствам биологических тканей, и отличную сверхэластичность. Все образцы показали полностью обратимую деформацию, что делает их перспективными для использования в кровеносных сосудах. Исследователи отмечают, что хотя поверхности SLM-конструкций из сплава NiTi требуют дополнительной обработки, технология 3D-печати превосходит традиционные методы по экономии материала, энергозатратам и себестоимости.
Ранее Наука Mail рассказывала, что обнаружен скрытый разрушитель здоровья сосудов.
