Специалисты НИЯУ МИФИ представили инновационную методику соединения керамических и металлических элементов, ориентированную на сферу высокотехнологичного протезирования. Исследователи кафедры физических проблем материаловедения предложили решение, способное значительно продлить срок службы и повысить надежность тазобедренных эндопротезов.
Ключевая уязвимость современных протезов кроется в хрупкости керамической головки, закрепляемой на титановом стержне. Интенсивные механические воздействия, такие как прыжки или резкие движения, нередко приводят к растрескиванию материала. Чтобы нивелировать этот риск, ученые разработали концепцию интеграции промежуточной титановой втулки непосредственно в структуру головки, что позволяет эффективно демпфировать ударные нагрузки.
Реализация этой идеи потребовала пересмотра существующих подходов к пайке. Как отметил доцент НИЯУ МИФИ Иван Федотов, традиционно для обеспечения биосовместимости и коррозионной стойкости применяется чистое золото. Однако высокая стоимость благородного металла и экстремальные температуры процесса, угрожающие целостности керамики, ограничивают эффективность данного метода.
Предложенная в МИФИ альтернатива базируется на трехэтапном цикле: прецизионной лазерной подготовке поверхности, нанесении слоя гидрида титана и использовании оригинального сплава-припоя из титана, циркония и кобальта.
Разработанный состав не только экономически выгоднее золотых аналогов, но и обладает умеренной температурой плавления (880 градусов), что исключает термическую деградацию керамики. Использование гидрида титана гарантирует превосходную адгезию и предотвращает появление хрупких фаз в зоне шва, тем самым повышая его устойчивость к агрессивным средам организма.
Данная технологическая платформа универсальна: она может быть адаптирована для производства широкого спектра имплантируемых медицинских изделий и специализированного инструментария.
Источник: iXBT
