Ученые УрФУ и столичного Института металлургии и материаловедения РАН имени Байкова модернизировали титановый сплав, который используют для имплантатов — повысили биосовместимость вещества и снизили его жесткость.
Во-первых, в существующие сплавы помимо прочих входят, например, алюминий и ванадий. Они могут вызывать аллергические, токсические и прочие реакции. В улучшенном сплаве содержится минимальное количество таких элементов.
Во-вторых, многие сплавы имеют высокую жесткость в сравнении с костью. Из-за этого может произойти атрофия и деградация костной ткани — в ней появятся трещины. Над этой характеристикой команда тоже поработала.
"После комплекса специальных обработок нам удалось повысить прочность и снизить жесткость (модуль упругости) сплава", — поясняет соавтор разработки, инженер-исследователь кафедры термообработки и физики металлов УрФУ Галымжан Муканов.
Жесткость снизилась в полтора раза. Нужной структуры удалось добиться за счет ротационной ковки.
В качестве образца для исследования взяли титановый сплав Ti-39Nb-7Zr. При помощи этого метода его обработали при температуре плюс 450 градусов. Это позволило изменить структуру сплава — микрочастицы (зерна) вещества уменьшились примерно в 5-7 раз — с 2500-3500 нанометров до 500 нанометров. Таким образом, вещество стало прочнее и эластичнее. Сочетание свойств приблизило его к широко используемому в медицине сплаву Ti-6Al-4V — но, помимо этого, новинка менее токсична, как уже говорилось выше.
