Ученые НГТУ НЭТИ в составе консорциума Центра НТИ НГУ разработали технологию производства керамического порошка для изготовления эндопротезов
Технологию синтеза высококачественного субмикронного порошка α-Al2O3 для производства медицинской керамики с использованием отечественного сырья разработали в Центре НТИ по новым функциональным материалам НГУ ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ под руководством заведующего Лабораторией керамических и металлокерамических материалов кандидата технических наук Сергея Веселова.
Проект реализуется при финансовой поддержке Фонда НТИ в Центре компетенций Национальной технологической инициативы по направлению «Технологии моделирования и разработки новых функциональных материалов с заданными свойствами» на базе Новосибирского государственного университета. В рамках проекта перед научным коллективом участника Консорциума по новым функциональным материалам — НГТУ НЭТИ — стояла цель создания полного цикла производства биоинертной керамики для эндопротезов суставов: от синтеза керамического порошка до выпуска готовых изделий.
«Керамические материалы на основе оксида алюминия и диоксида циркония широко применяются для изготовления эндопротезов, подверженных в процессе эксплуатации интенсивному нагружению, — тазобедренных и коленных суставов. Прежде всего, благодаря таким преимуществам, как высокая износостойкость, срок службы керамического импланта достигает 20 лет — в отличие от металлического аналога. Кроме того, у продуктов износа керамики суставов отсутствует цитотоксичность — материалы биоинертны по отношению к организму человека. Сегодня лидерами в производстве алюмооксидной керамики для крупных, в первую очередь — тазобедренных и коленных суставов, являются Япония, Швейцария и Германия. В России же отсутствует производство керамического сырья для медицинской керамики, поэтому страна находится в значительной импортозависимости от поставок керамических компонентов для эндопротезов. В связи с этим мы поставили перед собой задачу разработать полную отечественную производственную цепочку на российских компонентах: от сырья до готовых изделий», — отметил Сергей Веселов.
В процессе разработки технологии синтеза субмикронного порошка α-Al2O3 коллективу лаборатории керамических и металлокерамических материалов удалось достичь дополнительных возможностей в части управления физико-механическими свойствами конечного керамического материала. В частности, освоены методы управления геометрическими характеристиками синтезируемого порошка, что позволяет получать керамику с заданными механическими свойствами.
Опытные образцы разработанного в НГТУ НЭТИ керамического порошка демонстрируют характеристики, сопоставимые с продукцией ведущих мировых производителей:
- химическую чистоту более 99,5%,
- дисперсность менее 0,5 мкм,
- фазовый состав более 99% α-Al2O3.
Синтезированный в лаборатории порошок уже успешно тестируется для создания алюмооксидной керамики в лабораторных условиях.
В настоящее время научный коллектив под руководством Сергея Веселова совместно с Центром НТИ по новым функциональным материалам НГУ запустил процесс патентования ключевых этапов технологии создания порошка. Также Центр НТИ с командой разработчиков приступил к коммерциализации разработанных материалов и технологий их производства. Следующим этапом работ является поиск индустриальных партнеров для широкого внедрения в производство новых функциональных материалов для медицины и технологий их изготовления.
