Проблематика: Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти во всем мире, от которой умирает около 18 млн. человек. Исследования материалов, используемых в производстве протезов клапанов сердца (ПКС), таких как УСБ-15, говорят о недостатках, связанных с адгезией тромбов в виду открытой пористости и разнородности в следствие легирования пиролитического углерода бором.
Решение: Разработка ПКС из альтернативных пироуглеродным материалам оксидных керамик (ZrO₂, SiO₂, Cr₂O₃), характеризуемыхвысокой прочностью, износостойкостью, гемосовместимостью и отсутствием токсичности.

Описание модели исследования

Материал основы: ZrO 2-Al₂O₃-Y₂O₃(марка Y-TZP (ISO 13356 -2016)).
Адгезивное покрытие: SiO₂ (нанесение 3-4% спиртового раствора3-аминопропилтриэтоксисилана (аминосилан, АГМ-9) + сушка в муфельной печи / 200±5 ˚С / 60 мин).
Материал покрытия: Cr₂O₃ (магнетронное (PVD) напыление Cr (99,9 %) + Cr (99,9 %) + Cr (99,9 %) + Cr (99,9 %) + Cr (99,9 %) + окисление в муфельной печи / 450 ˚С / 20 мин).
Абразивно-струйная обработка (АСО): электрокорунд фракцией 100-150 мкм / 4 бар / 15 мм / 30 с.
Полирование: поликристаллическая алмазная суспензия на водной основе фракцией 1 мкм + войлочный круг / 20 000 об/мин / 5 мин.

Результаты экспериментальных исследований

Настоящее предложение позволит устранить ключевые недостатки современных протезов клапанов сердца:

Низкий (для современных реалий) срок эксплуатации;
Открытую пористость, вызывающую повреждение форменных элементов крови в процессе эксплуатации ПКС;
Высокий риск адгезии тромбов на поверхности ПКС;
Необходимость пожизненного принятия антикоагулянтов;
Дорогое и трудоемкое производство.

Авторы разработки

Небогатиков Роман Сергеевич, аспирант кафедры МБИ СГТУ имени Гагарина Ю.А.

Пичхидзе Сергей Яковлевич, д.т.н., профессор кафедры МБИ СГТУ имени Гагарина Ю.А.