• Yulia Mi

Новый композиционный материал для протезирования

Российские ученые разработали новый прочный композиционный материал, который обладает уникальной особенностью: его свойства легко изменять, подстраивая под выполняемые им задачи. Высокая совместимость материала с живыми тканями сделает его идеальным для протезирования.

Новый композиционный материал станет идеальным решением для протезирования

Исследователи из НИТУ «МИСиС» разработали прочный композиционный материал из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Этот материал состоит их слоев, каждый из которых обладает собственными свойствами. Изменяя параметры слоев, можно добиться получения материала с самыми разнообразными характеристиками. Например, низкий коэффициент трения позволит использовать этот слоистый материал в машиностроении, а высокая биосовместимость - при изготовлении протезов и имплантов.

Работа была на днях опубликована в журнале Materials.

Одной из самых развивающихся областей современного материаловедения является исследование свойств различных композиционных материалов. Композиционные материалы, как правило, состоят из двух компонентов: пластичной основы и наносимого на нее наполнителя. В качестве основы, или как ее еще называют, матрицы, часто используются различные полимеры.


Сверхвысокомолекулярный полиэтилен стал одним из самых перспективных компонентов для основы композиционных материалов, благодаря своим свойствам. Он состоит из очень длинных молекул, в 10–20 раз превышающих по длине цепочки обычного полиэтилена. Эти молекулы преимущественно ориентированы вдоль оси волокна, поэтому волокна обладают рекордными значениями прочности, низким коэффициентом трения, высокой устойчивостью к перепадам температуры и воздействиям химических реагентов.


Однако, до настоящего времени сверхвысокомолекулярный полиэтилен использовался преимущественно для изготовления канатов, веревок и рыболовных сетей. Создание же объемных материалов из волокон такого полиэтилена - актуальная научно-техническая проблема, требующая разработки новых методов и подходов.


Российские ученые в рамках решения данной проблемы смогли создать композиционный материал, в котором основа и наполнитель изготовлены из сверхвысокомолекулярного полимера. Высокая совместимость компонентов способствует их идеальному взаимодействию. Кроме того, вторичная переработка такого материала значительно упрощается благодаря его однородности.


Для получения объемного материала ученые решили чередовать композиционные слои со слоями неориентированного сверхвысокомолекулярного полимера.

Структура нового композиционного материала
«Свойства полученного нами материала можно контролировать и изменять в зависимости от условий получения. Варьируя соотношение между толщинами слоев, меняя их количество и расположение, можно достичь требуемых характеристик материалов в зависимости от цели. Благодаря низкому коэффициенту трения материал можно использовать в различных узлах трения: роликах, подшипниках, насосах, приводах и многих других механизмах», - объясняет руководитель проекта Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

Кроме того, для полученный материал отличается высокой биосовместимостью и поэтому его применение в протезировании позволит повысить качество жизни пациентов с протезами. Уникальная особенность материала поможет добиться идеальных для протезирования свойств - эффективной амортизации и низкого трения. А это значит, что протезы из нового материала будут более износостойкими и комфортными в использовании.


Читайте далее: разработка ученых повысит приживаемость костных имплантов в 6 раз.

#новостимедицинскихтехнологий

#новыематериалы

#новостинауки

Подписаться на новости SCDAILY