Russische Forscher entwickeln Technologie für langlebigere Implantate

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Forschung (Symbolbild) - SNA, 1920, 14.12.2020
Besondere biokompatible Anti-Korrosions-Beschichtungen für Titan könnten die Zuverlässigkeit von medizinischen Implantaten und ihre Effizienz wesentlich erhöhen sowie ihre Nutzungsdauer im Organismus verlängern. Über die Ergebnisse und die Bedeutung ihrer Forschungen haben Wissenschaftler von führenden russischen Universitäten berichtet.
Einen einmaligen zweischichtigen korrosionsschützenden Aufstrich auf Basis von Intermetall-Oxykarbonitriden (Ti4Ni2(O,N,C)) für Implantate aus Nickel-Titan haben Experten der Tomsker staatlichen Universität (TGU) entwickelt. Ihnen zufolge besteht der wichtigste Unterschied ihrer Entdeckung zu anderen Analoga darin, dass die Nanostruktur der neuen Beschichtung ihre Zerstörung bzw. Abschichtung bei einer Deformation der Grundlage verhindert.

Die von uns entwickelte Ti-Ni-Ti-Beschichtung hat die Entwicklung einer dichten und dünnen Kristallschicht der Phase (Ti4Ni2(O,N,C) ermöglicht, deren Korrosionsfestigkeit der des Nickel-Titans entspricht, der heutzutage besonders oft verwendet wird. Dabei sind ihre mechanischen Eigenschaften besser.

Jekaterina Martschenko
Projektchefin und Leiterin des Labors für medizinische Legierungen und Implantate bei der Tomsker Universität
Die von den TGU-Experten erfundene Methode beinhaltet die aufeinanderfolgende Magnetron-Beschichtung von drei Nanofolien in einer Argon-Atmosphäre: Titan-Nickel-Titan – und die weitere Erhitzung des Produkts, bis eine Temperatur erreicht wird, bei der die Reaktion der selbstverbreitenden Hochtemperatur-Synthese beginnt.
Russische Forscher entwickeln Methode zur schnelleren Heilung eitriger Wunden (Symbolbild) - SNA, 1920, 09.12.2020
Russische Forscher entwickeln Methode zur schnelleren Heilung eitriger Wunden
Die 40 bis 60 Nanometer dünnen Schichten des amorphen Ti-Ni-Ti-Laminats wirken im Laufe der Synthese mit der Gasumgebung zusammen und verwandeln sich in einen 1 Mikrometer dünnen zweischichtigen Intermetall-Aufstrich. Dank der Beimengung aus der Gasumgebung entsteht auf seiner Außenseite eine Titan-Oxykarbonitrid-Schicht und auf der Innenseite eine dichte korrosionsfeste Schicht von Nickel-Titan-Oxykarbonitriden.
Wie der Leiter des Lehrstuhls für Pulvermetallurgie und funktionale Beschichtungen der Nationalen technologischen Forschungsuniversität MISiS, Jewgeni Lewaschow, mitteilte, erleben zurzeit Entwicklungen auf dem Gebiet der bioverträglichen Beschichtungen für Nanomodifizierung von Implantaten weltweit einen Aufschwung.
„Selbstverbreitende Hochtemperaturen-Synthese in dünnen Folien ist eine Richtung, dank der eine ausgerichtete Synthese von funktionalen Beschichtungen und unlösbaren Verbindungen in ganz verschiedenen Industriebereichen eingesetzt werden könnte“, betonte der Experte. „Die Entwicklung der TGU-Forscher ist sehr innovativ und hat positive Aussichten in der Implantologie.“
Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmagazin „Vacuum“ veröffentlicht. Diese Arbeit verlief im Rahmen des Projekts RNF Nr. 19-72-10105 2019-2022. Die Technologie wurde bereits patentiert und könnte bei der Entwicklung von Implantaten für Chirurgie, Kardiologie und Traumatologie eingesetzt werden.
Die Tomsker Universität ist die älteste in Sibirien, die die Traditionen der fundamentalen Ausbildung mit umfassenden praktischen innovativen Aktivitäten kombiniert. An der TGU werden Fachkräfte in insgesamt mehr als 120 Bereichen nach individuellen Plänen ausgebildet. Dank der hervorragenden technologischen Basis der Universität dürfen junge Wissenschaftler noch während des Studiums an diversen Forschungen aktiv teilnehmen.
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