Разработка градиентных керамических материалов, повторяющих архитектонику костного матрикса, и организация производства широкой номенклатуры керамических изделий медицинского назначения

Производитель

ИФПМ СО РАН

Подробное описание проекта

Биологические свойства керамических материалов, предназначенных для создания имплантатов, в настоящее время изучаются наиболее активно, в т.ч. основной научный и клинический интерес представляют виды фиксируемой в костном скелете имплантатов на основе керамики с заданной характеристикой «сквозной пористости». 


«Сквозная пористость» элемента, контактирующего с костью, – одно из основных необходимых условий для воспроизведения элементом капиллярного эффекта, обеспечивающего врастание ткани в пору. Помимо необходимости сквозной пористости, следует учитывать факт влияния формы внешних пор имплантата на скорость и объемы врастающей кости. Авторами проекта разработана керамика, имеющая каркасную структуру с заданным градиентным распределением в ней поровых элементов, имеющих строго определенные размеры. Полученная пористая циркониевая керамика из нанокристаллического порошка не только соизмерима по упругости с костью, но и её строение подобно строению пористой костной ткани, в результате чего достигается их максимальное подобие в механическом поведении. 

Подобных аналогов нет. 

Для организации производства необходимо решение ряда проблем, связанных с внедрением научных результатов в производство изделий медицинского назначения в виде промышленных технологий: 
• Обоснование критериев и разработка оптимизированной технологии изготовления градиентных керамических материалов с использованием корреляций структурных параметров. 
• Исследование закономерностей и разработка технологических режимов формирования структуры и свойств градиентной керамики, дисперсно-упрочненной наночастицами. 
• Разработка технологии, обеспечивающей сохранение пористой структуры градиентных композиционных керамических материалов в процессе консолидации и при условии обеспечения конструкционной прочности в условиях применения. 
• Моделирование технологических процессов изготовления, условий установки (фиксации) и эксплуатации, а так же прочностных свойств элементов конструкций и изделий в целом с целью определения геометрии и требуемых эксплуатационных показателей изделий медицинского назначения. 
• Разработка технологий серийного выпуска остеогенных градиентных керамических материалов различного назначения. 
• Разработка технологии биомиметической функциализации поверхности имплантатов посредством внедрения в структуру биоактивных материалов. 

В результате выполнения работ по проекту будет создано конкурентоспособное производство неметаллических материалов, замещающих биологические ткани, что позволит получить принципиально новое поколение имплантатов, воспроизводящих структурные и прочностные характеристики костного матрикса.

Степерь проработки проекта: НИР

Наличие защиты результатов интеллектуальной деятельности