Учёные ТГУ смогут программировать время жизни магниевых имплантатов

Исследования материаловедов Тольяттинского госуниверситета по созданию сплавов из биорезорбируемого магния для производства медицинских изделий поддержаны грантом РНФ.

Широкое применение магниевых сплавов в промышленности и медицине формирует особые требования к коррозионным свойствам материала. Например, в промышленности и на транспорте изделия из магниевых сплавов должны обладать высокой общей коррозионной стойкостью, а в медицине – конкретными значениями скорости коррозии (резорбции).

– В медицинском применении магний чрезвычайно востребован за счёт хорошей биосовместимости, то есть безопасного усвоения продуктов растворения и подходящих механических свойств для изготовления временных фиксирующих имплантатов, – говорит директор научно-исследовательского института прогрессивных технологий (НИИПТ) ТГУ Дмитрий Мерсон. – После выполнения своей функции, например сращивания кости, такие изделия способны постепенно растворяться в организме и выводиться из него.

Важной характеристикой материала для имплантата является скорость растворения (коррозии) в биологически активной среде. Причём в перспективе необходимо, чтобы скорость растворения была не только контролируема, но и программируема ещё на этапе создания изделия.

– Применение для исследования кинетики коррозионных процессов в магниевых сплавах одновременно трёх независимых in situ методов* – по выходу водорода, акустической эмиссии и электродного потенциала – позволит установить стадийность коррозионных процессов и её природу, – говорит Дмитрий Мерсон.

Знание природы и стадийности коррозионных процессов и их связи с химическим составом, микроструктурой и текстурой магниевых сплавов позволит учёным реализовать совершенно новые возможности.

– Во-первых, мы сможем регулировать скорость коррозии путём выбора соответствующих технологических операций или осуществлять производство изделий с учётом пространственной ориентировки текстуры. Во-вторых, научимся прогнозировать время жизни (ресурса) изделий, эксплуатирующихся в биологически активной или иной коррозионной среде. То есть будем знать, за какой срок магниевый имплантат полностью растворится в организме человека и покинет его, сможем этот срок прогнозировать и даже устанавливать, – поясняет Дмитрий Мерсон.

Проект «Количественная оценка связи анизотропии коррозионных процессов с кристаллографической текстурой для научно-обоснованного прогноза скорости коррозии в изделиях из магниевых сплавов» стал одним из победителей конкурса проектов отдельных научных групп Российского научного фонда. Грант в размере 21 млн рублей рассчитан на период 2023–2025 гг.

Работу по проекту будет вести научная группа НИИПТ из восьми человек под руководством Дмитрия Мерсона, а также аспирант Московского авиационного института Екатерина Максименко.

* In situ (в переводе с латинского – на месте, в месте нахождения, в естественной среде) — научный термин для обозначения оригинального (первичного, без перемещения) места проведения опытов, наблюдений и экспериментов.