Ученые ИнЭТМ получили патент на перспективное изобретение в области инновационной биомедицины

Коллектив изобретателей кафедры «Сварка и металлургия» в составе Александра Фомина, Владимира Кошуро, Игоря Родионова, а также магистрантки направления «Металлургия» Марины Фоминой получил патент на способ создания функционального композиционного покрытия для титановых изделий. Патент РФ №2604085 от 10.12.2016 «Способ формирования наноструктурированного биоинертного покрытия на титановых имплантатах» был рекомендован экспертным советом ФИПС (Роспатента) для включения в базу «Перспективных изобретений» за 2016 год (Топ-100 Лучших изобретений России).

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к технологии формирования покрытий на внутрикостных частях титановых имплантатов. Отличительной особенностью разработки является применение высокотемпературного индукционного нагрева титановых изделий в воздушной атмосфере. В результате данного электротермического воздействия обеспечивается формирование на поверхности титановых имплантатов оксидного покрытия, состоящего из оксидных нанокристаллов размером до 70±10 нм.

Созданы опытные серии образцов и металлических имплантируемых изделий с экспериментальными типами функциональных покрытий, которые были апробированы в условиях in vitro и in vivo. В результате комплексных испытаний были определены биосовместимые качества имплантатов с новыми разработанными типами покрытий. Созданное покрытие обеспечивает прикрепление биоклеток к поверхности имплантата за счет наноструктурного состояния пористо-кристаллической матрицы. Тесты на биосовместимость в условиях in vitro выявили ранее неизвестные особенности данного механизма клеточной биоадгезии.

Разработанные научно-технические решения имеют высокий потенциал для практического использования в крупносерийном производстве высококачественных имплантируемых изделий и расширяют спектр применения обработки токами высокой частоты (ТВЧ) как самостоятельного процесса, так и его комбинации с дополнительными физико-химическими и электрофизическими воздействиями при упрочняющей обработке и получении функциональных покрытий на металлах и сплавах медицинского назначения.

Совместно с научным партнером – лабораторией физикохимии и технологии покрытий (Институт материаловедения и металлургии им. А.А. Байкова РАН, Москва), была апробирована технология изготовления титановых чашеобразных компонентов эндопротезов с высокопористыми покрытиями, модифицированными оксидным покрытием на основе рутила. Результаты данной кооперации также были опубликованы в журнале «Перспективные материалы» за декабрь 2016 года. Статья «Структура и микротвердость титановых покрытий на имплантатах после индукционно-термической обработки» (авторы: А.А. Фомин, В.И. Калита, В.А. Кошуро, Д.И. Комлев, М.А. Фомина, И.С. Егоров, И.В. Родионов, А.А. Радюк, А.Ю. Иванников, А. Аман, А. Осеев, З. Хирш // Перспективные материалы, 2016. № 12. С.25–37.) подготовлена в рамках российско-немецкой кооперации (Меморандума о взаимопонимании, 2015) между СГТУ им. Гагарина Ю.А. и Университетом прикладных наук г. Брандербурга.

Отдельные части данной разработки являются результатом выполнения НИР в рамках грантов: РФФИ (№ 13-03-00898 «а»), международной научно-образовательной программы «Михаил Ломоносов» (№ 11.687.2016/ДААД), стипендиальной программы Президента РФ для молодых ученых и аспирантов (СП-617.2015.4) и программой грантов Президента РФ для поддержки молодых российских ученых (МД-3156.2015.8).

ИнЭТМ