Научное содрудничество ДГМА и немецкого исследовательского центра "Юлих" теперь скреплено патентом

Научное сотрудни-чество между нашей академией и Немецким исследо-вательским центром в Юлихе, начатое еще в 1994 году, переходит в фазу практического применения разработанных технологий. Важнейшим шагом в этом направлении стало получение нового патента Германии № 10224671 на метод изготовления высокопористых металлических заготовок, близких по форме к готовым изделиям. Авторами патента являются сотрудники исследовательского центра "Юлих", доктор М.Брам, доктор Х.-П.Бухкремер, профессор Д.Штёвер, а также заведующий кафедрой материаловедения ДГМА, д.т.н., профессор А.М.Лаптев.

Патент защищает технологию производства высокопористых заготовок, приближающихся по форме к готовым изделиям. Традиционно пористые материалы применяются для изготовления фильтров, гасителей вибрации, ударов и пламени, теплообменников и облегченных конструкций. Новой областью их применения является производство медицинских имплантантов для искусственных тазобедренных и коленных суставов, для устройств, фиксирующих положение позвоночника при его травме и др. В процессе регенерации костные и мягкие ткани врастают в поры имплантанта, способствуя его закреплению в теле без применения специальных цементов. Известно, что титан и нержавеющая сталь Х18Н9Т имеют хорошую биологическую совместимость с живыми тканями. Поэтому в патенте особо подчеркнута возможность изготовления высокопористых изделий из этих материалов.

Медиками установлено, что наибольший эффект от применения пористых имплантантов достигается, если поры составляют 60-70% от объема изделия. Для получения такой высокой пористости в патенте предложено применить метод порошковой металлургии. При этом металлический порошок смешивается с органическим порошком порообразователя. Полученная смесь прессуется в заготовки, которые затем обжигают в печи с защитной атмосферой. При обжиге частицы органического порообразователя разлагаются на газообразные составляющие и воду. В результате, в прессовке образуются поры. Размер и количество пор можно легко регулировать, подбирая тип и количество порообразующего вещества. После обжига заготовки имеют достаточную прочность, но им еще необходимо придать требуемую форму. Геометрия имплантантов чаще всего бывает настолько сложной, что получить ее можно только механической обработкой, предпочтительно на станках с ЧПУ. Однако при механической обработке обожженных пористых заготовок наблюдается катастрофический износ инструмента. Это связано с тем, что при резании инструмент попадает в поры и быстро изнашивается вследствие возникающих при этом ударных нагрузок. Поэтому в патенте предложено производить необходимую механическую обработку еще до операции отжига, когда прочность материала очень низкая и он легко поддается резанию. Износ инструмента при этом получается очень незначительным.

В настоящее время имплантанты, изготовленные по предложенной в патенте технологии, уже прошли клинические испытания и, по мнению хирургов, скоро могут быть применены в медицинской практике. На фотографии показана чашка протеза тазобедренного сустава, изготовленная из высокопористого титана.

Елена Вяль