Молодые ученые из Томского государственного университета разработали новое покрытие для защиты функциональных имплантатов из титановых сплавов. Градиентное интерметаллическое нанопокрытие на основе нитрида титана устойчивее к износу, не деформируется, защищает имплантат от коррозии и сохраняет его целостность в организме человека.
Высокая совместимость с биологическими жидкостями и деформационная устойчивость к трещинам — важнейшие качества покрытий для биомедицинских целей. Разработка ученых лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы ТГУ обладает ими в полной мере.
«Новые покрытия были получены по специально разработанной методике, которая, в отличие от известных аналогов, позволяет сформировать обширную изотропную диффузионную зону — она прочно связывает покрытие с поверхностью имплантата. Результаты испытаний показали, что интерметаллическое градиентное покрытие демонстрирует также высокую электрохимическую коррозионную стойкость в жидких средах, близких к физиологическим», — рассказала заведующая лабораторией, кандидат физико-математических наук Екатерина Марченко.
Для получения градиентного покрытия чередующиеся нанослои титана и никеля наносят методом магнетронного осаждения с последующим реакционно-диффузионным синтезом в специальной газовой среде при температуре плавления перитектики. Такой синтез создает условия для градиентной слоистой кристаллизации интерметаллических оксинитридов и стабильных фаз нитрида титана, которые становятся надежным барьером на пути диффузии кислорода в подложку.
«Тонкое, но при этом сплошное покрытие характеризуется высокой износостойкостью и прочной адгезией. Ряд экспериментов показал успешность этих покрытий и с точки зрения клеточной совместимости. В настоящее время завершен второй этап проекта, следующим шагом станет изучение того, как на интерметаллическое покрытие будет влиять смена реакционной атмосферы», — добавила Екатерина Марченко.
Результаты исследования были представлены на международной конференции по поверхностям, покрытиям и интерфейсам Surf/Coat/Korea–2021 в Республике Корея.