Студентка ТПУ разрабатывает новые материалы на основе волластонита для регенеративной медицины

Магистрантка Научно-образовательного центра (НОЦ) Б.П. Вейнберга Томского политехнического университета Анна Угодчикова разрабатывает новые биокомпозитные материалы для имплантатов на основе металлической подложки и биосовместимого покрытия на основе волластонита — природного силиката кальция. Эта разработка была представлена на Международной молодежной научно-практической конференции «Физико-технические проблемы в науке, промышленности и медицине» , которая проходит в эти дни в Томском политехе.

Металлы являются достаточно распространенным материалом в изготовлении имплантатов в силу своих отличных физико-механических свойств. Однако есть те, которые могут либо совсем отрицательно влиять на организм, либо быть абсолютно нейтральными. Одним из самых распространенных по биосовместимости металлов для человеческого организма является магний и его сплавы. По упругости он максимально приближен к человеческой кости и не приводит к экранированию кости от нагрузки как, например, титан. Однако он обладает способностью к биорезорбции или рассасывания в организме. Чтобы рассасывание имплантата происходило не слишком быстро на будущий имплантат наносят биопокрытие, которое стимулирует рост костной ткани и ее связи с имплантатом с одной стороны и защищает металл от быстрой коррозии с другой.

«Для биопокрытия мы используем материалы на основе волластонита. Зарубежными учеными уже доказано, что силикатные покрытия, в том числе волластонит, проявляют большую биоактивность, чем трикальцийфосфат или гидроксиапатит. Он наносится на поверхность имплантата методом микродугового оксидирования.

Данный метод в настоящее время очень популярен и является одним из наиболее эффективных благодаря его простоте и высокой эффективности. А главное — таким способом можно наносить биоактивные покрытия на имплантаты сложной формы»,

— рассказывает Анна Угодчикова .

Сейчас Анна работает над исследованием изменения свойств биопокрытий при варьировании различных параметров процесса микродугового оксидирования таких, как длительность нанесения, длительность импульсов, частота следования импульсов и другие.

Несмотря на то, что модифицированием поверхности материалов, в том числе получением биосовместимых покрытий, занимаются большое количество ученых по всему миру, остается достаточно вопросов без ответов. Постоянно ведутся исследования в попытках найти абсолютно новый класс биоактивных покрытий, которые покажут еще большую биоактивность. Силикатные покрытия — как раз перспективный тип покрытий.

«Область исследования актуальна и важна, поскольку может принести огромную пользу в областях травматологии, ортопедии и дентальной хирургии. Если нам удастся подобрать самый оптимальный материал, метод и режимы получения, а это является задачей очень высокой сложности, в будущем пациенты смогут обойтись без повторных операций, что сократит время выздоровления и, конечно, финансы на лечение», — отмечает молодой ученый.

Добавим, исследование проводится при финансовой поддержке программы фундаментальных исследований Сибирского отделения РАН. Над исследованием также работают сотрудники лаборатории Института физики прочности и материаловедения СО РАН, профессор ТПУ Юрий Шаркеев и научный руководитель исследования Мария Седельникова .

Напомним, что накануне в Томском политехническом университете стартовала Международная молодежная научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы в науке, промышленности и медицине», в которой прнимают участие студенты, аспиранты, молодые ученые, сотрудники научно-исследовательских институтов и промышленных предприятий вуза. Они представляют свои доклады в сферах энергетики, медицины, ядерной отрасли и информационных технологий.

Волластонит — природный силикат кальция. Он широко используется как заменитель вредного для здоровья асбеста, применяется в качестве добавки-наполнителя в пластмассах, в цветной металлургии, в шинной, асбоцементной и лакокрасочной промышленности, в производстве керамики.