Титановые сплавы активно используются в медицине: из них изготавливают импланты для протезирования. Это спасает жизнь и возвращает здоровье многим людям. Но эти протезы не лишены недостатков. Могут быть реакции отторжения, плоха приживаемость и даже аллергия. Ученые много лет ищут способы уменьшения побочных эффектов. Команда Университета Кампинаса (UNICAMP) разработала пленку из оксида тантала (TaxO) для нанесения на чистую поверхность титана (Ti) для создания биосовместимой поверхности, оптимизированной для имплантатов на основе этого металла.
Что нового придумано?
Ученые разработали два типа покрытия поверхности имплантов: аморфный или кристаллический, который наносится путем распыления. Эффективность истирания поверхностей определялась путем тестирования влияния пленок из оксида тантала на активность бактерии Streptococcus sanguinis.
Кристаллическое покрытие титанового сплава было улучшено и стало более биосовместимым по сравнению с чистым титаном. Ни аморфные, ни кристаллические пленки оксида тантала не увеличивали бактериальную активность, значит, они не способствуют микробному воспалению после процедуры их установки. Собственно, новое покрытие улучшило свойства поверхности титана и положительно повлияло на приживление и рост окружающих клеток.
Почему используют титан?
Чистый титан активно используется в зубных имплантатах благодаря его успешной интеграции и биосовместимости с окружающей костной тканью и устойчивости к коррозии. Тем не менее, титан и его сплавы не обладают биологически активными свойствами и чисто механически, а не химически связываются с костью. В результате возможны разрывы, повреждения кости и ослабление сцепления с костью: проблема, которую команда стремилась преодолеть с помощью напыления оксида тантала (Ta). Тантал, в отличие от титана, обладает высокой биологической активностью и химически связывается с костью для оптимизации процесса остеоинтеграции (срастания с костной тканью). Учитывая его коррозионную стойкость, совместимость с кровью и непрозрачность для рентгеновского излучения, это перспективный металл для использования в биомедицинских имплантатах.
Однако его использование ограничено из-за его высокой плотности, высокой температуры плавления и производственных затрат. Нанесение слоя пленки оксида тантала в качестве покрытия на поверхность титана приводит к тому, что их полезные свойства объединяются для получения материала имплантата превосходного качества.
Методы, ранее использовавшиеся для нанесения тонких пленок тантала и его оксида на подложки, включали: электрохимическое осаждение, лазерную обработку, жидкофазное осаждение, металлорганическое разложение, плазменное погружение, ионную имплантацию, химическое осаждение из паровой фазы, золь-гель и магнетронное распыление.
Из этих методов наиболее перспективным считается магнетронное распыление, поскольку оно может обеспечить равномерное нанесение пленки на очень больших площадях. Кроме того, эта пленка защищает от бактериальной активности, потенциально снижая риск инфекции.
Читайте также по ссылке наш материал про будущее эстетической медицины.
