ТГУ: состав и термообработка сплавов Mg–Zn–Ca задают срок растворения имплантата в пробирке

Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) выяснили, как с помощью состава и термообработки магниевых сплавов задавать срок службы имплантатов и скорость их растворения без защитных покрытий, сообщает газета «Поиск» со ссылкой на Минобрнауки России. Работа выполнена на образцах сплавов в физиологическом растворе; на организме имплантаты не проверяли poisknews.ruПоискpoisknews.ruОткрыть источник ↗.

Результаты должны помочь создать биорезорбируемые магниевые пластины для остеосинтеза. По данным ТГУ, такие пластины пока никто в мире не зарегистрировал как медицинское изделие.

Почему важна скорость растворения

Имплантаты для сращивания костей из титана или нержавеющей стали обычно требуют повторной операции для удаления после срастания. Магний совместим с организмом, постепенно растворяется и выводится. Его упругость ближе к упругости кости, поэтому имплантат меньше берёт на себя нагрузку.

Сложность в том, что магний может разрушаться слишком быстро и неравномерно. Начальник лаборатории биорезорбируемых сплавов НИИПТ ТГУ Евгений Мерсон пояснил, что в идеале имплантат растворяется в две стадии: медленно, пока идёт восстановление тканей, и быстрее, когда поддержка уже не нужна. По его словам, на покрытие в случае пластин рассчитывать нельзя: пластину подгибают по форме кости, и покрытие разрушается poisknews.ruПоискpoisknews.ruОткрыть источник ↗.

Что показали испытания

Изучили пять сплавов магния с цинком и кальцием. Содержание кальция составляло 0,1%, цинка — от 0,5 до 7,6%. Алюминий не использовали из-за возможной нейротоксичности. Применили два вида термообработки: гомогенизацию, которая увеличивала количество частиц вторых фаз, и растворную обработку, которая растворяла их и удерживала больше атомов цинка в кристаллической решётке.

Образцы выдерживали в физиологическом растворе при 37 ± 0,5 °C, а растворение отслеживали по выделению водорода. У большинства сплавов оно шло в два этапа. Сначала скорость коррозии снижалась из-за защитной плёнки на поверхности. Затем она быстро росла после появления глубоких питтингов. Первая, инкубационная стадия была тем длиннее, чем меньше в сплаве было цинка и богатых цинком частиц вторых фаз.

После суток минимальную скорость коррозии показали сплавы с 0,5–1% цинка. Через неделю скорость росла вместе с содержанием цинка, так как усиливалось питтинговое поражение. Авторы делают вывод, что по короткому тесту нельзя судить о стойкости сплава poisknews.ruПоискpoisknews.ruОткрыть источник ↗.

Следующий шаг — проверить закономерности в более сложных средах, близких к условиям организма, и оценить прочность и пластичность будущих имплантатов. Результаты опубликованы в Journal of Alloys and Compounds (DOI: 10.1016/j.jallcom.2026.191590).