«Ремонт» человека. Разработка донецких ученых сделает стоматологию безопасной

В Донецке разработан уникальный метод изготовления наноструктурного титана. Над получением нанотитана научные сотрудники физико-технического института им. А.А. Галкина НАН Украины трудились с 1999 года - всего за это время к работе было привлечено порядка 20 человек. Инновационный материал ученые получают методом винтовой экструзии – он считается одним из пяти наиболее перспективных и развитых методов в мире для получения не только наноструктурного титана, но также меди, алюминиевого и железоникелевого сплавов. 
Главная особенность уникальной разработки состоит в том, что полученный в лаборатории материал – прочный и без примесей, поэтому и не отторгается человеческим организмом. Протезы из нанотитана можно использовать в различных областях медицины. Правда, чтобы наноструктурный титан «пошел в массы», нужны деньги, которых у донецких изобретателей пока нет.

Не гнется и не отторгается
«Импланты, которые обычно используются для «ремонта» человека, представляют собой разнообразные металлические пластины, шурупы, цилиндрики и штифты. Они внедряются в кости или десну и выполняют определенную функцию. Идеальным материалом для имплантов, который не отторгается человеческим организмом, является титан. Но чистый титан очень мягкий и легко гнется, поэтому для упрочнения в него стали добавлять ванадий и алюминий. В итоге, прочность титана увеличилась в два раза. Но сделанные из этого материала импланты отторгаются через 5-7 лет. Дело в том, что ванадий имеет свойство буквально по атомам поступать в организм и накапливаться в печени или почках. И когда этой отравы становится много, организм начинает себя спасать: определив источник заражения, он запускает процесс отторжения. Именно поэтому очень часто такие импланты отторгаются, и человек, заплативший за процедуру немалые деньги, через время вновь остается без зуба», - ввел в тему главный научный сотрудник Донецкого физико-технического института Ян Бейгельзимер.
Но благодаря развитию процессов интенсивной пластической деформации, в частности винтовой экструзии, стало возможным получение наноструктурного титана, прочность которого возрастает более чем в два раза по сравнению с обычным. Самое главное, что получающийся при такой обработке титан не становится хрупким, как после других методов деформации, а остается достаточно пластичным.
Помимо стоматологии, нанотитан, разработанный донецкими учеными, может использоваться также в травматологии и ортопедии. «В последние годы очень распространены болезни тазобедренных суставов. И если раньше страдали люди пожилого возраста, то сейчас эта болезнь часто проявляется в молодом возрасте. Восстановить и сохранить дееспособность человеку в таких случаях помогают импланты. Больной сустав заменяется искусственным, детали которого сегодня изготавливаются из сплавов титана с упрочняющими добавками. Представьте себе, что такой сустав начинает отторгаться организмом по аналогии с зубным штифтом. Это настоящая катастрофа для человека», - считает специалист в области интенсивной пластической деформации, занимающийся проблемами получения наноструктурного титана.
К сожалению, по словам доктора технических наук, производства имплантов из нанотитана пока в нашей стране нет. «Но мы готовы хоть сегодня его организовать. Более того, у нас есть некоторые уникальные особенности: в отличие от российских ученых, которые сосредоточились на производстве тонких прутков, мы успешно производим заготовки больших размеров. Мы хотим сосредоточиться на изготовлении разного сорта пластин, шурупов и других изделий для травматологии и ортопедии, ведь там особенно важно иметь прочный и легкий материал, который не отторгается организмом. Особое значение это имеет в тех случаях, когда такие инородные элементы должны оставаться в организме пожизненно», - отметил профессор ДонФТИ.

Не только качественно, но и выгодно
А наладить опытно-промышленное производство медицинского нанотитана можно, как говорится, «не отходя от кассы» - на производственном участке при физико-техническом институте. Ян Бейгельзимер уже и выгоду от этой работы подсчитал: «Килограмм титана стоит 40 долларов, наша обработка увеличивает его стоимость на 50% - до 60-70 долларов. Просто так в это дело не будут вкладывать деньги, потому что медицинского титана на всю Украину нужно 2 тонны в год. Но стоимость маленького титанового импланта уже может доходить до 100 евро, а в этой пластинке всего-то 20 граммов. Это направление будет очень перспективным, если будет создано производство имплантов замкнутого цикла. В Донецком национальном техническом университете, в лаборатории электрошлакового переплава, выплавляют суперчистый крупнокристаллический титан. Кстати, качество их титана не хуже, чем у произведенного американскими лабораториями… С ним мы поработали, и оказалось, что он упрочняется, а значит - это хороший материал для медицины. Если купить станки, которые делают по специальной программе импланты, то тогда можно создать предприятие площадью всего-навсего 300 квадратных метров. На выходе – импланты, сделанные по специальному заказу. Конечно, цена будет большая, но такие импланты будут на 100% выполнять свои функции в организме».
Кроме медицины, нанотитан можно использовать в суперсовременных отраслях машиностроения, таких как авиастроение и космическая подотрасль, при всем этом интерес к нанотитану в особенности проявляют в странах с развитой экономикой, оценив перспективность использования данного материала - легкого, крепкого, стойкого к агрессивной среде.

СПРАВКА «МК»:
Донецкий физико-технический институт, основанный в 1965 году, был главным научным учреждением в СССР, которое работало по двум основным направлениям: исследование в области физики твердого тела в экстремальных условиях, а именно высоких давлений, низких температур, мощных магнитных полей и разработка новейших технологий для получения конструкционных и функциональных материалов с усовершенствованными свойствами. В настоящее время ДонФТИ является крупнейшим академическим институтом в Донецком регионе и одним из крупнейших в системе НАН Украины. В рейтинге учреждений НАН Украины (а их не менее 100) Донецкий физико-технический институт занимает 12 место.

230 млн гривен требуется на реализацию проекта по получению нанотитана и изготовлению имплантов из него. За год в лаборатории ДонФТИ можно производить порядка тонны нанотитана.

Фото автора.