Нанотитан - сверхпрочный материал для имплантатов

Уфимские ученые изобрели сверхпрочный материал для имплантатов

Новая технология пока доступна только зарубежным больным. В нашей стране на это средств не нашлось

UGATU.jpg

УГАТУ

  • Популярные в промышленности металлы: сталь, медь, алюминий, титан и их сплавы ученые Института физики перспективных материалов УГАТУ (ИФПМ УГАТУ) исследовали 20 лет.

Результатом стала разработка технологии получения сверхпрочного материала – нанотитана. Исходным материалом служит чистый титан, его сильно деформируют под высоким давлением при относительно небольшом нагреве. Этот процесс основывается на так называемом методе интенсивной пластической деформации.

Зарубежные коллеги тоже научились получать нанотитан, но их образцы микроскопических размеров. В уфимских же лабораториях так называемые «прутки» достигают длины в несколько метров. А из такого «сырья» можно делать, например, имплантаты.

В медицине и сейчас применяют конструкции из сплавов титана, но имплантаты из нанотитана в два раза прочнее и биологически совместимы с организмом человека – они не вызывают реакции отторжения и аллергии.

Помимо этого наноимплантаты значительно легче и изящнее конструкций, которые сегодня использует медицина, – рассказывает ведущий инженер ИФПМ Андрей ЩЕРБАКОВ, – плюс они долговечнее. Такой имплантат не нуждается в замене, к тому же с ним человек сохраняет дееспособность.

  • Разработка уфимцев заинтересовала американцев, а вслед за ними чехов.

С помощью ученых из США в Чехии в 2005 году изготовили первые зубные имплантаты из уфимского нанотитана. Их размер 2,4 миллиметра, а не 3,5, как у обычных. С наноимплантатом все заживает быстрее – уже через 3 дня на него можно ставить искусственную коронку.

С тех пор в Чехии прошло более 900 успешных операций по установке имплантатов, а на родине изобретателей – ни одной. Правда, в 2001 году в РКБ им. Куватова провели операцию по сращиванию костей с помощью нанотитана, но на этом освоение нового материала застопорилось. Причина банальна: нет средств на организацию промышленного производства нанометаллов и медицинской сертификации.

Сейчас килограмм лабораторного нанотитана стоит около $2000, – объясняет Андрей Щербаков. – Из него можно сделать лишь 30–50 имплантатов, так как много материала уходит в отходы. Для одной клиники этого достаточно, но для массового протезирования, конечно же, нет. Промышленный выпуск нанотитана уменьшит стоимость имплантатов в разы.

Академия наук РБ оказывает ученым посильную финансовую помощь. Также Институт получил первые инвестиции по Федеральной программе поддержки малого бизнеса и предпринимательства, но это крупицы по сравнению с реальными нуждами.

  • Ученым остается только надеяться и ждать: Министерство промышленности Башкортостана оценило разработку ученых, но пока что о финансировании речь не идет. Сейчас приоритет – финансирование нанотехнологий не в медицине, а в машиностроении.

СПРАВКА «КП»

  • Нано – это одна миллиардная часть метра. Нанометр ничтожно мал, его можно сравнить только с размером атома. Как считают ученые, нанотехнологии – это будущее человечества. Сейчас это направление очень бурно развивается и продукты нанотехнологий активно используются при изготовлении электронных схем и механизмов размером всего с молекулу. Чтобы понять пользу и значимость этих перспективных технологий, можно сравнить процесс усовершенствования компьютеров. Если раньше одна такая машина занимала целый этаж на каком-нибудь заводе, то сегодня один компьютер с теми же возможностями может легко разместиться в вашем кармане – это обычные КПК, или «наладонники». Так что перспективы и польза нанотехнологий очевидны.

ЛИКБЕЗ «КП»

Где еще пригодится нанотитан?

Сферы применения нанотитана безграничны – это практически вся промышленность. В частности, он способен сделать автомобили прочнее в разы и легче. Кроме того, его можно использовать в производстве авиадвигателей, в энергетике и нефтедобыче, космонавтике.

  • Разработками уфимских ученых заинтересовались несколько фирм, опять же не российских – Nissan, Airbus и Viland. Но и иностранные инвесторы пока не решились вложить немалые средства в промышленное производство нанометаллов, которое требует доработок и к тому же окупится не сразу.

Ирина ГИЛЬМУТДИНОВА

http://kp.ru/…36.5/355702/

Уфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ)

http://www.ugatu.ac.ru/

  • Институт физики перспективных материалов УГАТУ был организован приказом ректора при НИЧ УГАТУ в 1995 году для развития нового научного направления «Экспериментальное и теоретическое исследование принципиально новых конструкционных материалов с субмикро- и нанокристаллической структурой, полученных методами интенсивной пластической деформации, а также их практическое использование».
  • ИФПМ возглавляет профессор, д.ф.-м.н., чл.-корр. АН РБ Валиев Руслан Зуфарович. В коллективе института трудятся около 20 сотрудников, в том числе 2 доктора физико-математических наук, 5 кандидатов наук. В настоящее время 3 докторанта и 3 аспиранта работают над диссертациями по темам института.

Институт располагает современной экспериментальной базой для проведения исследований и хорошей технической базой для разработки методов получения СМК и НК материалов, а также производства опытных партий промышленных изделий из них.

Сюда относятся научное оборудование:

  • Просвечивающий электронный микроскоп фирмы «JEOL»
  • Сканирующий электронный микроскоп фирмы «TESLA»
  • Рентгеновские дифрактометры
  • Оптические микроскопы
  • Испытательные машины фирмы «INSTRON»
  • Дериватограф

и производственное оборудование:

  • Специализированное оснастки для РКУ прессования и кручения под высоким давлением
  • Гидравлические прессы (400 т и 200 т)
  • Электровакуумные электрические печи
  • Станочный парк
  • В институте имеется локальная сеть с выходом в INTERNET.

Коллектив ИФПМ осуществляет научные исследования в рамках проектов, финансируемых Министерством общего и профессионального образования РФ, Министерством науки и технологий РФ, Российским фондом фундаментальных исследований, АН республики Башкортостан. В рамках этих программ ИФПМ сотрудничает с ведущими материаловедческими центрами России (Томск, Екатеринбург, Москва) и ближнего зарубежья (Минск, Киев). Важное место занимают международные связи, в том числе с Лос-Аламосской национальной лабораторией (США), Калифорнийским университетом (г. Дэвис, США), Независимым фондом гражданских исследований, Объединенным научным центром Европейского сообщества (г. Испра, Италия), Франция и другими.

http://www.ugatu.ac.ru/…ientific.php

Ну молодцы ребята! Как известно, хорошая каша сама себя хвалит. А деньги – это дело наживное, деньги можно вновь нажить. Вот «любовь» – дело другое. Ею надо дорожить. Любовь к своему делу, к своей профессии, к результатам своего труда – всё это и надо воспитывать у наших студентов. А средства на внедрение промышленного производства имплантантов – если они кому-то понадобятся – всегда можно найти. Да вон в той же ГК «Роснанотех», которая не знает, куда потратить выделенные ей миллиарды и пока держит их на банковских счетах… ;-)))

Опубликовано в NanoWeek,




Anonymous аватар

Только хотелось бы, кроме патетики, хотя бы немножко конкретики.

«Исходным материалом служит чистый титан, его сильно деформируют под высоким давлением при относительно небольшом нагреве. Этот процесс основывается на так называемом методе интенсивной пластической деформации».

Вы что-нибудь поняли? Может быть, да – если являетесь узким специалистом в этой области. А я, извините, не понял, где здесь «нано»? Может, титан от этого покрывается щеточками или бороздами наноразмеров? Или становится пористым при той же и даже бОльшей прочности, судя по упоминанию об использовании в технике? Так так бы и сказали, а то всё намёками да намёками…

Может, не стОит так неразборчиво копипиХХть мутные статьи из КП и т.п., даже если они – на нанотему?

nikst аватар

Ну, для этого, наверное, надо обращаться к другого рода литературе. И как раз для этого и надо быть (или стремиться стать) «узким специалистом»…

Все исходные данные теперь у вас есть (имена, адреса, явки, пароли). Интернет тоже может оказать большую помощь. Если вас интересуют подробности и детали – флаг вам в руки! Удачи!..

Plotan аватар

Я узкий специалист. КТН, руководитель подразделения материаловедения в РКК «Энергия». Подскажите какую-нибудь «другого рода» литературу по «нанотитану». Пока это всё действительно похоже на спекуляцию модными техническими терминами для разводки инвесторов и государства на деньги.