CУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ В РОЗРОБЦІ МЕТАЛЕВИХ БІОМАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ІМПЛАНТІВ. ЧАСТИНА 1: СПЛАВИ НА ОСНОВІ ТИТАНУ

• Main Author: В. Г. Єфременко
• Format: Article
• Language: English
• Published: Kherson National Technical University 2019-12-01
• Series: Biomedicinskaâ Inženeriâ i Èlektronika
• Subjects: імпланти, сплави на основі титану, біосумісність, міцність, модуль пружності
• Online Access: http://journals.uran.ua/index.php/2311-1100/article/view/188779

В статті представлено огляд наукових публікацій, присвячених сучасним напрямкам дослідження сплавів на титановій основі, які широко використовуються в якості матеріалів для виготовлення штучних імплантів. Розглянуто комплексні вимоги до подібних матеріалів, що включають механічні властивості, біоінертність та біосумісність. Особливу увагу приділено основним групам сучасних Ti-сплавів, зроблено аналіз їх хімічного складу і систем легування (Ti – Al – Nb,  Ti – Al – Fe,  Ti – Nb – Hf, Ti – Nb – Ta – Zr, Ti – Mo – Zr – Fe, Ti – Nb – Zr – Sn тощо), особливостей структури (a, a + b, b), механічних властивостей і біосумісності.   Описано проблему «стрес-екранування» («stress shielding»), яка виникає при лікуванні переломів кісток внаслідок використання   імплантів із титанових сплавів із підвищеним модулем пружності. Показано, що сучасними напрямками в розробці нових титанових сплавів з покращеними властивостями є створення низькомодульних сплавів з b - структурою, метастабільних сплавів із самонастроюваним («self-tunable») модулем Юнга, сплавів з підвищеним опором відкладанню фосфату кальцію для знімних імплантів (на Ti–Zr основі), безнікелевих титанових сплавів з надпружністю та ефектом пам’яті форми. Встановлено, що особлива увага дослідників приділяється підвищенню біосумісності титанових сплавів шляхом виведення зі складу таких токсичних елементів, як нікель, ванадій, алюміній та застосування безпечних хімічних елементів (цирконій, ніобій, тантал, залізо, олово, цинк, гафній, тощо). Наведено данні про сучасні технологічні підходи до підвищення функціональних властивостей титанових сплавів застосуванням модифікувального легування, інтенсивної пластичної деформації з високими ступенями обтиснення, термічної обробки, поєднання термічної і механічної обробок, формування направленої кристалічної текстури.