Казахстанские ученые разрабатывают комплекс технологий для производства эндопротезов, учитывающих индивидуальные особенности пациентов
Лаборатория металловедения Института металлургии и обогащения Satbayev University ведет разработку новых технологий и оборудования для производства индивидуальных эндопротезов.
Создана особая печь для плавки титановых сплавов. Она работает в вакууме и использует электрод из вольфрама. Главная цель - получение расплавленного титанового материала, который затем можно лить в форму. Максимальная масса расплавленного титана, которую можно получить с помощью этой печи, составляет 2 килограмма. Печь оборудована эффективной системой откачки воздуха, а также источником питания с регулируемой мощностью.
Малотоннажная плавка и литье титановых сплавов, технология и формовочные материалы для литья по выжигаемым моделям, магнетронное и микроплазменное нанесения кальций-фосфатных биосовместимых покрытий на поверхности эндопротезов позволяют ускорить процесс сращивания с костной тканью, уменьшить аллергические реакции организма.
Процесс нанесения биосовместимых кальций-фосфатный покрытий методами магнетронного и микроплазменного нанесения на эндопротезы из титановых сплавов осуществляется на разработанной в «Институте металлургии и обогащения» установке магнетронного распыления и установке микроплазменного оксидирования.
Впервые предложены материалы на основе титаната кальция с экологически чистым связующим, обеспечивающим затвердевание литейной формы при температуре максимального расширения литейной модели. Для максимальной защиты от взаимодействия литейной формы с титановым расплавом разработана барьерная краска на основе оксид иттрия для нанесения ее на поверхность литейной модели.
В настоящее время в мире широко налажено производство эндопротезов для восстановления суставов человеческого скелета. Однако, если повреждение скелета вызвано не типичными причинами, стандартные эндопротезы не могут быть использованы. Такие повреждения могут возникнуть при повреждении костной ткани онкологическими заболеваниями, при автомобильных авариях, вследствие промышленных травм или при осколочных и пулевых ранениях. В этом случае необходима разработка индивидуального эндопротеза.
В настоящее время наиболее широко применяются эндопротезы из титановых сплавов, что объясняется биоинертностью этого металла, благодаря формированию тонкого плотного слоя оксида титана на его поверхности. Однако в жидком состоянии такой металл характеризуется высочайшей активностью. Это делает крайне сложной плавку и литье титановых сплавов и требует использования специальных оборудования, технологий и материалов. Данную задачу успешно решает новая разработка ученых Института металлургии и обогащения Satbayev University, а именно заведующий лаборатории металловедения: К.ф-м.н ассоцированный профессор Аксауле Мамаева, кандидат технических наук Александр Паничкин, научный сотрудник PhD доктор Айдар Кенжегулов, плавильщик младший научный сотрудник Жасулан Алибеков.
