Сверхупругий титан потряс ортопедов — 3D-печать открыла неожиданный путь к персонализированным имплантатам

В лабораториях Университета МИСИС совместно с канадскими коллегами удалось получить нечто, чего раньше не было: биосовместимый титановый сплав с эффектом сверхупругости после 3D-печати. Технология уже запатентована, а разработчики уверяют, что она способна в будущем обеспечить эффективную замену повреждённой костной ткани. По словам ректора НИТУ МИСИС Алевтины Черниковой, метод лазерной печати позволяет создавать изделия с точной формой и уникальными физико-химическими свойствами, необходимыми для практического применения в ортопедии.

Искусство "памяти формы"

Персонализированные имплантаты требуют особого подхода: материал должен быть не только прочным, но и механически схожим с костной тканью. Руководитель лаборатории сплавов с памятью формы Вадим Шереметьев пояснил, что для сохранения функциональных свойств титана в процессе аддитивного производства пришлось скорректировать состав сплава ещё на этапе выплавки. Именно это позволило компенсировать потерю элементов при лазерном плавлении и получить целевой состав Ti-18Zr-15Nb с предсказуемой сверхупругостью.

Прорыв в действии

Образцы нового сплава, изготовленные методом селективного лазерного плавления, продемонстрировали модуль упругости, близкий к костной ткани, и высокую обратимую деформацию. Сергей Прокошкин, научный руководитель лаборатории, отметил, что такие свойства особенно важны для конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам. Уже сейчас материал проходит доклинические испытания на площадке партнёрской компании, и в перспективе планируется переход к клиническим исследованиям и массовому применению.

Технологии будущего

Проект поддержан грантом Российского научного фонда и реализуется в рамках стратегического технологического проекта МИСИС "Биомедицинские материалы и биоинженерия". Успех этих исследований открывает дорогу к персонализированным имплантатам с заданной внутренней архитектурой, адаптированной под конкретного пациента, и может перевернуть привычное понимание ортопедической хирургии.