журналы подразделения новости подписка контакты home

архив
2001 год
2002 год
2003 год
2004 год
рубрики
РЕКОНСТРУКЦИЯ

ПРОФИЛЬ

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

РЫНОК ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ЦЕНОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

гостям
Агентство "Стандарт" предлагает вам подписаться на экномические журналы – лидеры в своей области.
























"Металлы мира" – №9, 2002

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Сверхпрочный титан для производства протезов

Сотрудничество американских и российских ученых привело к созданию технологии для производства медицинских имплантатов из чистого титана, и ожидается, что этот процесс быстро получит широкое распространение во всем мире. Новый процесс основан на комбинации известных технологий – Equal Channel Angular Pressing (ECAP) и холодной прокатки либо холодной экструзии. Оказалось, что такая комбинация позволяет увеличить прочность чистого титана почти в три раза. Таким образом, становится возможным устранить основную причину, препятствующую широкому применению этого металла в ортопедии.

Обычно в медицине используются ортопедические имплантаты из титановых сплавов; наибольшее распространение в этой сфере получил сплав Ti-6Al-4V, считающийся химически инертным и отличающийся хорошей совместимостью с тканями, а также высокой коррозионной стойкостью. Тем не менее, присутствующие в этом материале небольшие добавки ванадия и алюминия представляют потенциальную опасность: в процессе естественного износа имплантата эти токсичные компоненты попадают в организм. Чистый титан отличается значительно лучшей совместимостью с тканями и жидкостями человеческого организма, но он недостаточно прочен для имплантатов, которые должны функционировать при больших нагрузках. В частности, этот металл не пригоден для протезирования ног или тазовых костей. Эти протезы обычно изготовляют именно из Ti-6Al-4V, который более чем вдвое прочнее чистого титана.

Однако новый процесс, разработанный совместными усилиями сотрудников Национальной лаборатории Министерства энергетики (Лос Аламос) и ученых Государственного авиационно-технического университета (Уфа), позволяет получать легкий, коррозионностойкий и более прочный, чем Ti-6Al-4V, ортопедический материал из чистого титана. По новой технологии, на первом этапе процесса титановые заготовки диаметром 26 и длиной 120 мм восемь раз пропускают через обжимку ECAP, проворачивая их перед каждой проходкой. В результате такой обработки заготовки при сохранении исходных размеров изменяют свою структуру: размеры зерен уменьшаются от 10 мкм до, примерно, 260 нм. Это приводит к повышению прочности титана на 70%. На втором этапе эти заготовки при комнатной температуре подвергают деформирующим воздействиям иного рода – прокатке, экструзии или комбинации этих процессов; при этом, их сечение уменьшается на 35-75%.

После этой финишной обработки получают мелкозернистый титан, пригодный для производства сверхпрочных медицинских имплантатов. Этот материал отличается высокой коррозионной устойчивостью, он химически совместим с органами и жидкостями человеческого организма, соответственно, может оставаться в теле многие годы. Кроме того, биосовместимость нанозернистого чистого титана лучше, чем у сплава Ti-6Al-4V, и он может заменить этот традиционный материал во многих сферах. В частности, чистый титан наилучшим образом подходит для протезирования бедренных костей и изготовления слуховых аппаратов. Очевидно, он также найдет широкое применение в зубопротезной практике. Кроме того, из такого металла можно изготовлять сердечные клапаны и даже детали электронных стимуляторов сердца.

 
© агенство "Стандарт"