Материаловеды НИУ «БелГУ» разработали новый биосовместимый сплав для стоматологии

В изготовлении зубных имплантов сегодня широко применяются металлические биоматериалы – нержавеющие стали, титановые сплавы, сплавы система кобальт-хром. Требования к материалам, которые используют в ортопедической стоматологии, по словам ученых, очень высокие. Они должны быть не просто прочными, но и обладать высокой степенью биословместимости: не раздражать десны, в целом полость рта, не вызывать воспаления, аллергии, не быть токсичным и радиоактивным.

В числе самых востребованных биосовместимых сплавов из недрагоценных металлов учёные выделяют кобальт-хромовые соединения. Они популярны благодаря своим механическим свойствам, высокой коррозийной стойкости и износоустойчивости. Кобальт-хромовые сплавы используют для изготовления металлических каркасов съёмных частичных протезов, а в последнее время них стали создавать скелеты имплантов и металлические элементы для реставраций.

Но у соединений этого типа есть и недостатки: их применение может ограничиваться недостаточным уровнем пластичности и прочности, технологическими характеристиками, наличием в составе вредных примесей. Материаловеды НИУ «БелГУ» эту проблему решили, разработав новый биосовместимый сплав. По словам профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий Сергея Жеребцова новый сплав лишён этих недостатков.

- Полученный нами перспективный материал на основе кобальта и хрома обладает высокими показателями предела прочности - от 900 до 936 МПа, предела текучести - от 600 до 705 МПа и пластичностью на растяжение более 11 процентов при комнатной температуре, - комментирует профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ» Сергей Жеребцов.

Добиться заметных результатов ученым удалось за счет рационального легирования. По словам старшего научного сотрудника лаборатории механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов, кандидата технических наук Анны Могучевой, переплав вакуумно-дуговым способом хрома, кобальта, вольфрама и молибдена в определенных количествах и добавление углерода позволяет добиться повышения прочностных свойств сплава при сохранении хорошей пластичности. Это стало возможным за счет реализации механизма твердорастворного упрочнения.

Реализация проекта, убеждены исследователи, не просто позволит расширить арсенал сплавов на основе системы кобальт-хром для изготовления зубных протезов, но и обеспечит решение актуальной на сегодняшний день задачи импортозамещения.

Работы по получению соединения, исследованию микроструктуры и проведению механических испытаний выполнены при поддержке Центра коллективного пользования «Технологии и Материалы» НИУ «БелГУ». Сейчас технология внедряется в промышленное производство на базе индустриального партнера НИУ «БелГУ» опытно-экспериментального завода «ВладМиВа». Партнеры убеждены, что реализация проекта не просто позволит расширить арсенал сплавов на основе системы кобальт-хром для изготовления зубных протезов, но и обеспечит решение актуальной на сегодняшний день задачи импортозамещения.