Лаборатория металловедения цветных и легких металлов им. академика А.А. Бочвара

В настоящее время в медицине в качестве материалов для создания ортопедических имплантатов и изделий для сердечно-сосудистой хирургии, в основном, используют неразлагаемые в среде человеческого тела сталь и титан. Данные материалы неплохо зарекомендовали себя в этом направлении, однако они имеют один весомый недостаток – потребность в повторной операции для удаления отслужившей конструкции. В противном случае находящиеся в теле пациента изделия могут вызывать негативные реакции организма из-за постепенного высвобождения ионов металлов. Кроме того, механические свойства имплантатов из стали и титана значительно превышают свойства кортикальной кости, что может вызывать неравномерное ремоделирование костной ткани. Поэтому в настоящее время медики и материаловеды озаботились созданием нового поколения имплантатов, которые были бы имели способность к биорезорбции, то есть разлагались в организме пациента в процессе заживления травмы. Перспективными кандидатами для создания таких изделий являются сплавы на основе Mg, Zn и системы Fe-Mn. Преимущество изделий из данных материалов в том, что после завершения терапии (после сращивания перелома, релиза лекарства, рассасывания холестериновых отложений) не возникает потребности в удалении изделия из тела пациента, так как он постепенно растворяется и выводится из организма естественным путем. Использование биорезорбируемых имплантатов снижает риск развития периимплантационного остеопороза за счет так называемого эффекта экранирования стресса, снижает риск развития осложнений у пациента, уменьшает вероятность развития аллергических реакций, а за счет постепенной деградации также позволяет осуществлять постепенное поступление лекарственных средств (например, антибиотика или цитостатика) в область имплантации. Кроме того, такие имплантаты представляют особый интерес при лечении переломов костей у детей и подростков, так как у них происходит постоянный рост костей, что затрудняет использование нерезорбируемых имплантатов. В Лаборатории металловедения цветных и легких металлов проводятся исследования, посвященные всем трем перспективным металлам.

Магниевые сплавы, характеризующиеся выгодным сочетанием плотности и механических свойств, находят широкое применение в авиации, ракетостроении, космонавтике и автомобилестроении, которые требует улучшения существующих и создания новых легких конструкционных материалов с высокой прочностью и жаропрочностью. Наряду с применением существующих магниевых сплавов, возможности повышения их прочностных свойств далеко не исчерпаны, и поэтому целесообразным являлось рассмотрение путей улучшения магниевых сплавов за счет применения к нему различных технологий и дополнительного легирования.

Поиск баланса между прочностью и электропроводностью является одной из актуальных задач при разработке низколегированных медных сплавов для электротехники [1-3]. Например, электроды контактной сварки в процессе работы должны не только проводить к материалу электрический ток, но также сжимать свариваемые элементы и отводить тепло, выделяющееся в процессе сварки. Поэтому материалы, из которых изготавливают такие электроды, должны обладать хорошей тепло- и электропроводностью, высокой прочностью, износостойкостью и трещиностойкостью. Дисперсионно-твердеющие медные сплавы, такие как хромовые и хромоциркониевые бронзы во многом удовлетворяют приведенным требованиям к электродным материалам и в настоящий момент успешно используются в промышленности. Однако потребность в увеличении стойкости электродов и повышении их долговечности требует непрерывного совершенствования электродных материалов, как за счет разработки новых композиций, так и вследствие оптимизации режимов термической и термомеханической обработки.