• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2664-2441 (Online)
ISSN 2073-9583 (Print)

Биорастворимый литейный сплав на основе магния медицинского назначения

Metalozn. obrobka met., 2019, vol. 25, 4(92), 38-46
https://doi.org/10.15407/mom2019.04.038

Н.Д. Айкин, аспирант
В.A. Шаломеев, доктор технических наук, профессор
Э.И. Цивирко доктор технических наук, профессор

Национальный университет «Запорожская политехника», Запорожье

УДК 669.721.5
Скачaть: PDF

Резюме

При хирургических операциях, связанных с переломами костной ткани, для фиксации конечностей используют имплантаты, которые изготавливаются из нержавеющих сталей, сплавов кобальта или титана. Такие имплантаты затрудняют стабилизацию костной ткани, привносят риски местного воспаления, поскольку являються инородными телами в живом организме и обусловливают необходимость их хирургического удаления для устранения негативных последствий их присутствия. Перспективными могут быть биорастворимые и биосовместимые с живым организмом имплантаты из магниевых сплавов, которые смогли бы обеспечить нужный комплекс их механических свойств. Исходя из этого исследовано влияние дополнительного легирования биорастворимого сплава МЛ10 цирконием, неодимом и цинком для повышения его механических свойств и регенерации костной ткани. С использованием матрицы планирования эксперимента и программного пакета для статистического анализа «Statstiica» разработан биорастворимый литейный сплав для имплантов на основе магния с содержанием 1,2-1,3% циркония, 3,1-3,2% неодима, который обеспечивает необходимый уровень механических свойств (sВ ≥ 290 МПа, d = 5,4 %).  Доклиническими испытаниями имплантатов из разработанного сплава установлено отсутствие токсического воздействия его на живой организм лабораторных животных, показано положительный процесс регенерации при этом костной ткани.
Ключевые слова: сплав магния, дополнительное легирование, оптимизация химического состава, механические свойства, биорастворимость.

Литература

  1. Hayes J.S., Richards R.G. The use of titanium and stainless steel in fracture fixation // Expert Rev. Med. Devices. – 2010. – Vol. 6. – P. 843-853. 
    https://doi.org/10.1586/erd.10.53
  2. Музыченко П.Ф. Проблемы биоматериаловедения в травматологии и ортопедии // Травма. – 2012.  – № 1. – С. 94-98. 
  3. Staiger M.P., Pietak A.M., Huadmai J., Dias G. Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials: A review // Biomaterials. – 2006. – Vol. 27. – P. 1728-1734.
    https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.10.003
  4. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. – М.: Издательство стандартов. – 1981. 
  5. Шаломєєв В. A., Цивірко Е. І., Айкін М. Д. Магнієві сплави з підвищеним рівнем властивостей для імплантатів в медицині // Металознавство та обробка металів. – 2016. – № 2. – С. 3-10. 
  6. Патент № 120062 Україна. МПК С22С 23/00. Ливарний магнієвий сплав для імплантатів / Айкін М.Д., Шаломєєв В.А., Цивірко Е.І. та інш. – № u201703125; заявл. 03.04.2017; опубл. 25.10.2017. – Бюл № 20/2017, 4 с.
  7. Патент № 120063 Україна. МПК С22С 23/00. Ливарний сплав на основі магнію для остеосинтезу / Айкін М.Д., Шаломєєв В.А., Цивірко Е.І. та інш. – № u201703125; заявл. 03.04.2017; опубл. 25.10.2017. Бюл № 20/2017, 4 с. 
  8. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – М.: Наука. – 1976. – 279 с. 
  9. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. – М.: Издательство стандартов. –1984. 
  10. Raissi S., Farsani R-Eslami. Statistical Process Optimization Through Multi-Response Surface Methodology // International Journal of Mathematical and Computational Sciences. – 2009. – Vol. 3, No. 3. – P. 197- 201.