CC BY
16ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОМЕДИЦИНСКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, ПОЛУЧЕННОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МАГНЕТРОННОГО ОСАЖДЕНИЯ
Севостьянова1 Т.М. школьница, Колмакова2 А.А.
1- Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Домодедовский лицей № 3, tata sev1048@mail.ru 2- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской Академии
наук, fairy.anastasiya@mail.ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10056
Развитие медицины тесно связано с развитием материаловедения. Создание новых и улучшение уже существующих материалов для изготовления медицинских изделий всегда являлось актуальной и жизненно необходимой задачей. Одним из направлений медицины, где материал играет решающую роль, является имплантология. Непосредственный контакт с организмом человека имплантатов предъявляет высокие требования к материалу его изготовления. Широкое распространение в медицине получил никелид титана для создания изделий типа «стент», служащих для расширения сузившихся полых органов человека. Несмотря на высокие механические свойства, ЭПФ, сверхэластичность, коррозионная стойкость и биосовместимость сплава является недостаточными, т.к. после имплантации в ряде случаев наблюдается выход ионов никеля, возникновение воспалительной реакции и повторного рестеноза [1-4].
В данной работе предлагается комплексный подход к решению этих проблем. Во-первых, это создание покрытия из биосовместимого тантала, препятствующего выходу ионов никеля из никелида титана и исключающего, таким образом, канцерогенное воздействие на организм человека. Во-вторых, применение биодеградируемых полимерных покрытий с возможностью контролируемого высвобождения лекарственного препарата, способных снизить или полностью устранить ряд послеоперационных осложнений в зоне имплантации: повторного сужения-рестеноза, возникновение воспалительной реакции и др.
Целью данной работы является создание биомедицинского композиционного материала «никелид титана-тантал-полимерный слой с введенным лекарственным препаратом» и исследование его механических свойств, коррозионной стойкости, скорости биодеградации полимерного слоя и кинетики выхода лекарственного препарата, а также биосовместимости полученного материала.
В качестве основы для композиционного материала использовали проволоку d=280 мкм из никелида титана (никель 55,91 %, титан 44,09 %). Нанесение тантала осуществлялось методом магнетронного осаждения. Для изготовления полимерного покрытия использовали поли^^-лактид молекулярной массы 90 кДа. Навески полимера растворяли в хлороформе, вводили лекарственное средство и наносили полученный раствор на проволоку методом окунания. После чего образцы высушивались в течение 48 часов при температуре 370 С.
Исследование механических свойств проводили на универсальной испытательной машине INSTRON 3382 со скоростью 1 мм/мин. Определяли относительное удлинение, предел текучести и прочности при растяжении. Обработка результатов испытаний при определении характеристик механических свойств проводилась с помощью программного обеспечения INSTRON Bluehill 2.0. Погрешность измерений испытательной машины составляет 0,5 %.
Исследование коррозионной стойкости проводилось в растворах, имитирующих физиологические жидкости человека. Анализ проб изучался на последовательном атомно-эмиссионном спектрометре с индукционной плазмой фирмы «HORIBA Jobin Yvon» - модель «ULTIMA 2».
Изучение скорости биодеградации и кинетики высвобождения лекарственного средства проводили методом дифференциальной спектроскопии в видимой и ультрафиолетовой части спектра.
Список литературы:
1. Насакина Е.О., Баикин А.С., Сергиенко К.В., Севостьянов М.А., Колмаков А.Г., Гончаренко Б.А., Заболотный В.Т., Фадеев Р.С., Фадеева И.С, Гудков С.В., Солнцев К.А. Биосовместимость наноструктурного нитинола с поверхностными композиционными слоями из титана или тантала, сформированными методом магнетронного напыления // Доклады Академии наук, 2015, том 461, № 1, с. 4952
2. Колмаков А.Г., Насакина Е.О., Севостьянов М.А., Баикин А.С., Леонова Ю.О., Сергиенко К.В., Заболотный В.Т. Материалы для медицинских изделий, обеспечивающих восстановление работы органов // Проблемы создания в России биосенсорных систем, используемых для лечения и непрерывной диагностики социально-значимых заболеваний / Агафонова Л.Е. [и др.]; под ред. Балякина А.А. - М., Два капитана. 2014. - 123 стр. с илл. - С. 31-35
3. E. O. Nasakina, A. S. Baikin, M. A. Sevost'yanov, A. G. Kolmakov, V. T. Zabolotnyi, K. A. Solntsev. Properties of nanostructured titanium nickelide and composite based on it // Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2014. -Volume 48, Issue 4. - Р. 477-486
4. Nasakina E.O., Baikin A.S., Sevost'yanov M.A., Kolmakov A.G., Zabolotnyi V.T., Solntsev K.A. Properties of nanostructured titanium nickelide and composite based on it// Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2014. - V.48. №2.4. - P.477-486.
