Архив журнала «Онкохирургия» за 2013 год
Композиционные материалы на основе гидроксиапатита, упрочненные частицами титана
Егоров А.А., Смирнов В.В., Комлев В.С., Баринов С.М.
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Значительная часть населения подвержена заболеваниям костных тканей, связанных с воспалительными процессами, онкологией и травмами. Лечение заболеваний костных тканей, особенно злокачественных опухолей, часто требует хирургических вмешательств, приводящих к обширным послеоперационным дефектам. Проблемой является восстановление нарушенных функций органов для обеспечения комфортности жизни пациента.
Для заполнения костных дефектов и восстановления костной ткани применяют материалы на основе гидроксиапатита (ГА), которые являются аналогом минеральной составляющей костной ткани. Однако серьезным препятствием для их применения является низкий уровень механических свойств. Одним из способов решения проблемы является создание композиционных материалов.
С целью предотвращения окисления титана спекание проводили при низкой температуре 600°С в защитной атмосфере аргона методом горячего прессования (ГП), при P=30 МПа. Титан вводили в виде частиц размером 1-5, 40-60, 300-400 мкм в количестве до 40 масс.%, Для снижения температуры спекания вводили добавку на основе системы Na-K-Li-F (температура плавления около 540-560°С), которая интенсифицирует процесс уплотнения вследствие образования жидкой фазы.
При увеличении количества титана происходит увеличение прочности при изгибе. Так, наибольшая прочность до 140 МПа достигнута при введении 40 масс.% частиц титана, что более чем в 2 раза превышает прочность при изгибе образцов, не содержащих титан. При этом с увеличением размера частиц титана от 1-5 до 40-60 и до 300-400 мкм прочность при изгибе снижалась от 140 до 125 и до 110 МПа, соответственно.
Методом горячего прессования в защитной атмосфере при использовании нанодисперсного порошка ГА совместно со спекающими легкоплавкими добавками получены плотные прочные композиты ГА-Ti при температуре 600°С c сохранением металлического титана. Данные материалы характеризуются прочностью при изгибе до 140 МПа, что выше соответствующих значений (55 МПа) для неармированных керамических материалов.
Работа выполнена при поддержке при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение №8299 в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.
Стр.87
Издательство
«Бионика Медиа»
Москва, ул. Профсоюзная, 57
(в здании НИИ "Полиграф")
Тел.: +7(495) 786-25-57
E-mail:
URL: bionika-media.ru
