Создание комплексной технологии получения и исследование структуры и свойств биорезорбируемых имплантов нового поколения для регенерации костных тканей

Объект исследования – магниевые сплавы. Цель исследования – разработка и исследование новых биокомпозитных материалов на основе магния с биосовместимыми инертными покрытиями на основе нитрида титана для создания биорезорбируемых имплантатов нового поколения с регулируемой скоростью деградации. В отчете представлены результаты исследований по первому этапу НИР. Методом литья были получены три серии магниевых сплавов: исходные Ca-Mg- Zn; с наночастицами алмаза; с применением ультразвуковой и вибрационной обработок расплава. Наночастицы были введены в расплав через лигатуры. Исследования элементного, фазового состава, микроструктуры, морфологии и поверхностного потенциала проводили методами рентгенофлуоресцентного и рентгеноструктурного анализа, оптической, растровой, просвечивающей электронной и атомно-силовой микроскопии. Механические свойства сплавов были исследованы в испытаниях на сжатие и измерением твердости по Бринеллю. Оценка смачиваемости и поверхностной энергии была проведена методом сидячей капли. Биосовместимость и биодеградация магниевых сплавов были исследованы in-vitro с использованием методов МТТ, гемолиза и атомно-эмиссионной спектрометрии в физиологических средах. Визуализацию клеточных культур проводили с использованием оптической и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Установлено, что наночастицы алмаза оказывают модифицирующее воздействие и позволяют измельчить средний размер зерна магниевого сплава. Измельчение зерна и введение частиц в магниевую матрицу позволило увеличить предел текучести, предел прочности и пластичность. Экспериментально показано, что наилучшими показателями биосовместимости, низкой скорости биодеградации, высоким коэффициентом жизнеспособности клеточных линий и допустимым процентом индекса гемолиза эритроцитов обладает сплав Mg-Zn-Ca, модифицированный наночастицами алмаза. Работы, запланированные на первом этапе проекта, выполнены в полном объеме и в строгом соответствии с План-графиком по Соглашению о предоставлении субсидии № 075-15-2021-1384 (внутренний номер соглашения 13.2251.21.0096) от 13.10.2021 г.