Учёные ТГУ работают над созданием «умных» материалов для имплантов, подстраивающихся под биологические ткани пациента. Ускорить получение результата помогает использование высокотехнологичных методов исследования, в частности, возможностей источника синхротронного излучения (СИ). Магистранты Томского госуниверситета – сотрудники лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов осваивают работу на источнике СИ на базе НИЦ «Курчатовский институт». Это поможет материаловедам максимально глубоко заглянуть в структуру новых сплавов и ускорить их внедрение в клиническую практику.
Исследования на базе Курчатовского института проводятся в рамках масштабного проекта, реализуемого учёными ТГУ при поддержке мегагранта правительства РФ. Цель проекта – обеспечение максимального сочетания биомеханических свойств имплантов из никелида титана с биологическими тканями пациента.
Учёные уже создали импланты для закрытия дефектов твёрдых и мягких тканей, в том восстановления кожи, мышц, стенок кровеносных сосудов, сухожилий, связок, внутренних органов. В них используется тончайшая проволока никелида титана, которая по толщине лишь незначительно превосходит человеческий волос. Особенности её структуры магистранты ТГУ проводят исследования на базе «КИСИ-Курчатов».
– В настоящее время существует проблема исследования структурно-фазового и напряженно-деформированного состояния тонких проволок толщиной менее 100 мкм из-за низкой разрешающей способности обычных лабораторных методов и ограниченности объёма исследуемого материала, – говорит магистрантка ФТФ ТГУ Марина Ковалёва. – Подобные материалы следует изучать современными методами на основе синхротронного и нейтронного излучения с более высокой интенсивностью пучка. Использование СИ высокого разрешения позволит устранить имеющиеся пробелы в фундаментальных знаниях.
В ходе последней поездки на синхротроне Курчатовского института были исследованы образцы тонкой никелид-титановой проволоки толщиной 80 мкм и 110 мкм в начальном (не растянутом) состоянии. Испытания проводились на экспериментальной станции «Белок – РСА» совместно с командой специалистов НИЦ «Курчатовский институт».
– В результате впервые получены высокоточные данные о качественном и количественном фазовом составе никелид-титановых проволок толщиной менее 110 мкм, – рассказывает Марина Ковалёва. – Полученные результаты будут использованы для публикации статьей в высокорейтинговых журналах в соавторстве с сотрудниками Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований.
Исследования в НИЦ «Курчатовский институт» будут продолжены. Недавно там побывала на стажировке группа молодых учёных, в состав которой вошли аспиранты и магистрант – сотрудники лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ. В следующем году они также проведут свои исследования на источнике СИ.
Добавим, что на третьем этапе проекта, поддержанного мегагрантом, запланированы доклинические испытания. Учёные ТГУ будут оценивать совместимость имплантов с биотканями в исследованиях на клеточных культурах и с участием лабораторных животных. Наряду с этим будут проведены исследования на базе нескольких медицинских учреждений Томска.