Сотрудники лаборатории газовых лазеров Института сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) разработали способ ультрафиолетовой лазерной модификации поверхности металлических материалов медицинского назначения. Метод позволяет в едином цикле очистить поверхность от органических загрязнений, провести стерилизацию и придать материалу нужные свойства.
Ученые определили оптимальные параметры обработки. Лучше всего подходит длина волны около 266 нм — она дает минимальное тепловое воздействие и позволяет модифицировать только поверхностный слой, сохраняя объемные свойства материала. Образование тонкого оксидного слоя повышает гидрофильность поверхности. Это способствует приживлению имплантата и улучшает его совместимость с кровью.
В едином цикле УФ-лазер позволяет не только очистить поверхность от органических загрязнений и провести ее стерилизацию, но и модифицировать поверхность, придав ей заданный комплекс характеристик. Повышенная гидрофильность способствует адгезии клеток, интеграции поверхности обработанного изделия с костной тканью, а также может давать вклад в улучшение гемосовместимости
Обработка УФ-лазером снизила индекс цитотоксичности почти на 25% и повысила степень гидрофильности на 50–85% — в зависимости от материала. Метод позволяет воздействовать на локальные участки площадью от микрометров до миллиметров, что важно для изделий сложной формы. Например, одна область имплантата может быть шероховатой для лучшего сцепления с костью, а другая — гладкой, чтобы снизить риск воспаления.
Технология подходит для обработки изделий для стоматологии, ортопедии и эндопротезирования. В будущем ученые планируют выяснить, как параметры лазера (энергия, длина волны, скорость сканирования) влияют на материалы с разной теплопроводностью и коэффициентом поглощения. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (проект № 25-29-01116).
Ранее Наука Mail писала о том, что томские ученые научились покрывать импланты заживляющим составом.
