Ученые НИЯУ МИФИ разработали новую технологию пайки композитной керамики и титана. Она поможет повысить надежность эндопротеза тазобедренного сустава, головка которого ранее трескалась при повышенных физических нагрузках, рассказали "Газете.Ru" в НИЯУ МИФИ.
Важная проблема таких протезов заключается в том, что подвижная головка, изготавливаемая из композитной керамики, надевается на ножку из титанового сплава, и поскольку керамика в целом обладает низкой ударной прочностью, то если человек с эндопротезом позволяет себе повышенные физические нагрузки, - например, прыжки, - то головка эндопротеза может треснуть.
Решение данной проблемы может заключаться в том, чтобы впаять в головку эндопротеза металлическую (титановую) втулку, которая будет служить промежуточным звеном между керамической головкой и титановой ножкой и демпфировать часть нагрузок на головку. Однако в этом случае возникает проблема с технологией пайки.
"Сейчас единственный широко используемый метод получения биосовместимых паянных соединений — это пайка чистым золотом. Это очень дорого, но зато это гарантированно работает, то есть никаких проблем с коррозией нет, потому что золото — благородный металл и может работать внутри человеческого тела. Но золото плавится при температуре 1065 градусов, а значит пайка происходит при температуре где-то 1090 градусов, и это проблема, потому что, когда конструкция охлаждается, керамика может треснуть", - рассказал представитель научной группы, доцент НИЯУ МИФИ Иван Федотов.
Решением этой проблемы стала разработанная в МИФИ технология пайки, состоящая из трех шагов: нанесения на поверхность керамической головки насечек с помощью лазерной обработки, нанесения на поверхность керамики порошка гидрида титана и использование нового, разработанного в МИФИ припоя, состоящего из титана, циркония и кобальта.
Новый припой значительно дешевле, а его температура плавления - 880 градусов - значительно меньше, чем у золота, что уменьшает риск повреждения керамических частей в процессе пайки и последующего охлаждения.
По словам ученого, разработанная технология может пригодиться для изготовления любых имплантатов, работающих внутри человеческого организма, например, зубных, зрительных или слуховых, а также при изготовлении некоторых медицинских инструментов.
Свежие комментарии