Тезисы докладов
| Вид материала | Тезисы |
- Тезисы докладов, 4952.24kb.
- Тезисы докладов, 1225.64kb.
- Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
- «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
- Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
- Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
- Тезисы докладов и заявки на участие, 104.97kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 788.61kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 1066kb.
7. Материалы
СИНТЕЗ БИОРЕЗОРБИРУЕМЫХ ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ ДЛЯ ЗАМЕНЫ И РЕГЕНЕРАЦИИ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ
В.Н.Баграташвили, Е.Н.Антонов, С.А.Бочкова, Л.И.Кротова, В.К.Попов, А.В.Попова
Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН,
г. Троицк, МО
Матрицы-носители являются ключевыми элементами тканевой инженерии. Матрицы должны быть биологически совместимыми и обладать требуемой механической прочностью. В современной тканевой инженерии основной упор делается на разработке матриц из биорезорбируемых материалов и обладающих биологической активностью. С этой целью внутрь матрицы могут быть введены биологически активные вещества: протеины, способствующие адгезии и росту клеток, лекарственные препараты, а также клеточные культуры. Для практических применений, в частности, для восстановления костных тканей, необходимо изготавливать имплантаты заданной формы с их окончательной подгонкой во время операции. Это длительный и сложный процесс. Методы быстрого прототипирования, послойного изготовления трехмерных объектов на основе компьютерного моделирования, позволяют ускорить и стандартизировать процесс изготовления имплантатов.
Данный проект направлен на создание новых биосовместимых материалов для замены и регенерации поврежденных или отсутствующих тканей человеческого организма и разработку новых технологий изготовления из этих материалов трехмерных матриц определенной структуры, формы и размеров с заданными биохимическими и физико-механическими свойствами. Для реализации поставленных задач был проведен ряд мультидисциплинарных исследований, включающих технологию поверхностно селективного лазерного спекания, сверхкритические флюидные технологии, процессы осаждения керамических покрытий из растворов. В качестве базового материала для формирования матриц нами использовался полилактид, биологически совместимый и резорбируемый полимер, но не обладающий требуемой биологической активностью. С целью оптимизация биологических свойств материала матриц нами были разработаны композиты полилактида с биоактивными неорганическими и органическими компонентами.
В результате выполнения проекта в 2008 г.:
- Разработаны методы инкапсуляции биологически активных веществ (протеинов, лекарств) в полимеры с использованием сверхкритической двуокиси углерода. Проведены исследования процесса формирования частиц с заданными размерами в диапазоне 10–100 мкм с инкапсулированными биоактивными высокомолекулярными соедине-ниями.
- Разработан процесс формирования пористых матриц заданной архитектуры методом поверхностно селективного лазерного спекания с различным составом и концентрацией биоактивных соединений.
- Исследована стабильность биоактивных компонент (ферменты, лекарственные вещества) подвергнутых обработке сверхкритическими флюидами и лазерному спеканию. Показано, что обработка в сверхкритической двуокиси углерода не влияет на биологическую активность включенных компонент, а после поверхностно селективного лазерного спекания включенные в биорезорбируемый полимер ферменты сохраняют до 80 % своей активности.
- Проведено тестирование минерал/полимерных композитов со стромальными мезенхимальными клетками. Рост клеток поддерживался на всех материалах. Наиболее интенсивный рост клеток наблюдался на композите полилактид/наноразмерная двуокись кремния.
РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ИЗ НОВОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ НЕМАГНИТНОЙ АЗОТИСТОЙ СТАЛИ
ВЫСОКОИЗНОСОСТОЙКИХ ХИРУРГИЧЕСКИХ МЕДИНСТРУМЕНТОВ И ДЕТАЛЕЙ ИМПЛАНТОВ
ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ
О.А. Банных, М.В. Костина, Е.В. Блинов
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва
В ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН созданы новые высокоазотистые немагнитные стали, отличающиеся высокой прочностью, коррозионной и износостойкостью, перспективные для изготовления из них мединструмента и имплантов. Медицинские инструменты, изготовленные из стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш (с 0,5 % азота) по разрабатываемой в рамках данного проекта технологии позволят улучшить качество хирургических операций и эффективность реабилитации больных за счет повышения прочности и износостойкости инструмента, при сохранении, либо повышении его коррозионной стойкости.
Исследован механизм износа новой азотистой высокопрочной стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш в различных структурных состояниях (после интенсивной пластической деформации ковкой, а также после ковки и закалки от 1100 оС) при сухом трении скольжением с различными нагрузками. Установлено, что закаленный рекристаллизованный аустенит проявляет более высокую износостойкость, чем более высокопрочный аустенит в состоянии после ковки. Данные магнитных измерений показали, что в приповерхностном тонком слое образуется небольшое количество мартенсита деформации, но его вклад в упрочнение является второстепенным, что видно и из того факта, что в менее износостойкой стали 08Х18Н10Т, испытанной в качестве материала сравнения, ввиду меньшей стабильности аустенита образуется значительно большее количество мартенсита деформации. Уровень износостойкости азотистого аустенита в 5-10 раз (в зависимости от условий нагружения при износе) выше, чем у стали 08Х18Н10Т. Основной причиной столь высокой способности к сопротивлению износу является высокая способность высокоазотистого -твердого раствора к деформационному упрочнению при трении.
Изучено структурное состояние стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш, формирующееся в поверхностных слоях стали в процессе точения заготовок из неё. В поверхностном слое глубиной ~5 мкм формируется текстурованная структура, представляющая собой полосы скольжения, ориентированные относительно движения резца. Плотность полос скольжения и твердость участков в этом слое увеличиваются в направлении движения резца. Под этим слоем расположен второй слой толщиной 5-20 мкм с мелкозернистой аустенитной структурой с большим количеством деформационных двойников и твердостью в 1,5-2 раза меньше по сравнению с первым слоем. Показано, что новая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью в агрессивных биологических жидкостях при различной механической обработке поверхности (точение, шлифование, полировка). Установлено, что стойкость резцов при точении кованых заготовок выше у стали 05Х22АГ15Н8М2Ф по сравнению со сталью 08Х18Н10Т, что связано с бóльшим поверхностным упрочнением второй стали в результате образования мартенсита деформации. После закалки от 1100 °С сталь 05Х22АГ15Н8М2Ф, аустенит которой пересыщен азотом, по сравнению со сталью 08Х18Н10Т хуже обрабатывается из-за высокого деформационного упрочнения высокоазотистого аустенита. Разупрочняющий отжиг азотистой стали при 800 °С (2 ч), приводящий к образованию большого количества относительно крупных нитридов хрома типа Cr2N, не уменьшает износ резцов по сравнению с закалённым состоянием.
В результате исследований по обрабатываемости резанием стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш выбраны оптимальные параметры её точения (скорость и глубина резания, скорость подачи), создающие высокопрочный поверхностный слой при минимальном износе режущего инструмента. На основе результатов исследований по скорректированной технологии изготовлена и с положительными результатами испытана в биологически активных и дезинфицирующих средах опытная партия мединструментов (разверток); изготовлены и проходят испытания на трение в паре «головка-вкладыш» головки имплантов тазобедренного сустава.