Ученые ПНИПУ создали нанотитановые зубные импланты: прочность выросла в 2,5 раза, срастание с костью достигло 76%

Пермские ученые разработали способ повышения прочности чистого титана для зубных имплантов в 2,5 раза и ускорения его срастания с костью до 76% (против 65–70% у стандартных аналогов).

Чистый титан хорошо приживается в организме, но он мягкий. Титановые сплавы тверже, но содержат алюминий или ванадий, которые могут вызывать аллергию. Ученые Пермского политеха (ПНИПУ) нашли способ сделать чистый титан прочным, не добавляя посторонних металлов, — изменить его структуру, максимально измельчив зерна.

Обычные титановые образцы имели размер зерен около 5 микрометров. Специалисты совместно с коллегами из Уфимского университета науки и технологий изготовили нанотитан, многократно продавливая заготовки через установку с изгибом под высоким давлением. После обработки зерна металла измельчились более чем в 40 раз — до 120 нанометров.

Декан механико-технологического факультета ПНИПУ, доктор технических наук Михаил Песин рассказал о подобранных оптимальных настройках обработки: скорость 25,4 метра в минуту, подача 0,06 мм на оборот и глубина резания 0,3 мм. Благодаря этому неровности поверхности нанотитана оказались в два раза меньше, чем у обычного титана, твердость выросла в 1,2 раза, а прочность на разрыв — в 2,5 раза выше исходного материала.

Испытания на живых организмах подтвердили безопасность нанотитана. Материал не вызывает аллергии или воспалений. Доля костной ткани в месте контакта достигает 74–76% (у большинства стандартных имплантов — 65–70%). При этом соединительной ткани, которая мешает приживлению, вокруг нанотитана оказалось всего 2–3%. Чем меньше такой прослойки, тем прочнее имплант срастается с костью.