Персонализированные имплантаты или как ученые ТПУ создали биоактивные покрытия для долгой службы

Ежегодно в мире растет число эндопротезирований тазобедренного сустава, включая повторные операции. Основные причины — асептическое расшатывание, износ и ограниченный ресурс серийных изделий, к тому же выпускаемых лишь в стандартных типоразмерах. Именно поэтому разработка индивидуальных имплантатов становится приоритетом для медицинского материаловедения.

Исследователи Томского политехнического университета (член Национальной ассоциации участников рынка робототехники) в рамках международного коллектива предложили комплексное решение, охватывающее весь цикл, от создания пористой основы до нанесения функциональных покрытий. С помощью электронно-лучевого спекания они изготовили гироидные скаффолды из биосовместимых сплавов титана с ниобием, их ячеистая структура имитирует губчатую кость и способствует врастанию тканей. Затем методом высокочастотного магнетронного напыления на поверхность нанесли слои гидроксиапатита, легированного ионами магния, стронция или их комбинацией.

Детальный анализ показал, что наилучший баланс прочности, коррозионной стойкости и биоактивности дают покрытия, содержащие одновременно оба элемента — магний и стронций. Такая модификация ускоряет остеоинтеграцию, снижает риск воспалений и продлевает жизнь эндопротеза.

Разработанная методология открывает путь к проектированию кальций-фосфатных покрытий с точно заданными свойствами под конкретного пациента. В перспективе это позволит создавать имплантаты с повышенной износостойкостью, идеально подходящие по анатомии и обеспечивающие многолетнюю стабильность.