• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.11.2021
УрФУ
19 079

Новый метод поможет создавать имплантаты с заданными свойствами

4.3

Уральские ученые применили новый метод анализа материала для костных имплантатов. С его помощью возможно регулировать скорость растворения имплантата в зоне повреждения кости.

Новый метод поможет создавать имплантаты с заданными свойствами / ©Getty images

Описание экспериментов и результаты исследования опубликованы в журнале Ceramics International. Синтетический биоактивный гидроксиапатит (ГАП) — это материал, который используется для изготовления протезов костей и имплантатов, способствующих нарастанию новой костной ткани. Он находит широкое применение в травматологии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, косметологии.

Ранее ученые выяснили, что добавление монооксида титана придает материалу прочность и сохраняет способность ГАП встраиваться в организм, не вызывая побочных эффектов. Однако получившийся нанокомпозит (многокомпонентный наноматериал) требует подробного изучения взаимодействия добавки и его матрицы на всех этапах синтеза, а также влияния этого взаимодействия на свойства конечного продукта.

Это необходимо для улучшения процесса реконструкции поврежденных костей. Чем лучше имплантат связывается с костной тканью, тем эффективнее заживление поврежденных участков. «Благодаря исследованию термохимических и физико-химических свойств наноматериала мы можем достичь некоторых желаемых свойств имплантата. Например, скорость растворения имплантационного материала в зоне костного дефекта. Ее можно регулировать путем изменения содержания фосфатов кальция в нанокомпозите, которое, как мы показали, зависит от стехиометрии добавок монооксида титана.

Светлана Ремпель в лаборатории со сканирующим микроскопом. С его помощью она проверяет структуру образца / ©

Это создаст условия для нормального протекания процесса регенерации и структурной перестройки кости в зоне контакта с имплантатом», — поясняет ведущий научный сотрудник Института химии твердого тела УрО РАН, доцент кафедры физических методов и приборов контроля качества УрФУ Светлана Ремпель. Для изучения свойств нанокомпозита ученые впервые применили метод синхротронной рентгеновской дифракции. Синхротронное излучение показало наибольшую точность и эффективность анализа материала в режиме реального времени.

Рентгеновская дифракция (XRD) — это аналитический метод, который предоставляет информацию о структуре и фазовом составе кристаллических материалов. Синхротронное излучение образуется в поворотных магнитах, установленных в вакуумной камере, внутри которой почти со световой скоростью движется узконаправленный пучок электронов. Во время поворота — под воздействием магнитного поля — летящие электроны испускают по касательной к орбите пучки фотонов в широком спектре, максимум которого приходится на рентгеновский диапазон.

«С помощью этого метода мы изучили изменения свойств наноматериала под влиянием разных температур — от температуры окружающей среды до 900 градусов Цельсия. В отличие от других методов, in situ исследование на источнике синхротронного излучения позволило наиболее точно определить температуры образования различных фаз при нагреве и охлаждении нанокомпозитов, получить информацию о размере частиц, убедиться, что все компоненты биосовместимы, а также найти косвенные доказательства частичной замены кальция на титан в составе гидроксиапатита», — рассказывает Светлана Ремпель.

Отметим, над созданием и изучением биосовместимого материала с содержанием гидроксиапатита и монооксида титана работали ученые Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН (Екатеринбург) совместно с коллегами из Грацского технического университета (Австрия) и Сибирского отделения РАН (Новосибирск). Разработка запатентована. Эксперимент синхротронного облучения материала проводился в Сибирском центре синхротронного излучения на базе Новосибирского ускорительного комплекса ВЭПП-4 – ВЭПП-2000. Исследование поддержал Российский фонд фундаментальных исследований.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Уральский федеральный университет (УрФУ) расположен в Екатеринбурге, выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ). В УрФУ обучается более 36 000 студентов по 334 образовательным программам. Основан 19 октября 1920 года.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Федеральная программа материнского капитала (и ее региональные аналоги) действительно приводит к тому, что семьи чаще и быстрее решаются завести второго ребенка. К такому выводу пришли сотрудники Исследовательской рабочей группы по экономико-математическому моделированию демографических процессов факультета экономических наук НИУ ВШЭ.

Позавчера, 18:28
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

6 августа
Анна Новиковская

Ученые выяснили, что саранча способна не только различать здоровые и раковые клетки по запаху, но и отличать одни линии раковых клеток от других. Теперь эти данные могут быть использованы для создания диагностических устройств, которые смогут обеспечить раннее обнаружение опухолей у пациентов, анализируя состав выдыхаемого им воздуха.

6 августа
Сергей Васильев

Наблюдения показали, что планеты — мини-нептуны могут терять атмосферу под действием излучения своих звезд, переходя в группу каменистых планет-сверхземель.

Вчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Федеральная программа материнского капитала (и ее региональные аналоги) действительно приводит к тому, что семьи чаще и быстрее решаются завести второго ребенка. К такому выводу пришли сотрудники Исследовательской рабочей группы по экономико-математическому моделированию демографических процессов факультета экономических наук НИУ ВШЭ.

Позавчера, 18:28
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

11 июля
Василий Парфенов

Доступность высококачественных и актуальных данных от спутников дистанционного зондирования Земли растет с каждым годом. Такие компании, как Capella Space и Maxar Technologies, несколько лет подряд предлагают всем желающим беспрецедентно дешевые радарные и оптические снимки земной поверхности высокого разрешения. Это позволяет гражданским аналитикам наблюдать за военными объектами по всему миру и находить интересные артефакты.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: