В ТГУ научились управлять сроком службы имплантатов

Специалисты Тольяттинского государственного университета выяснили, как программировать скорость растворения имплантатов в организме, чтобы исключить необходимость повторного хирургического вмешательства для их удаления.

Результаты исследования помогут создать биорезорбируемые магниевые пластины для остеосинтеза. Пока подобные разработки в качестве медицинских изделий никто в мире не зарегистрировал.

Обычно имплантаты для сращивания костей делают из титана или нержавеющей стали. После срастания перелома пациенту требуется вторая операция для их извлечения. Магний позволяет избежать этого: он биосовместим, постепенно растворяется и выводится из организма после того, как выполнит свою задачу.
Главная сложность заключается в том, что магний в организме может разрушаться слишком быстро, теряя прочность раньше, чем срастётся кость.

Один из самых очевидных способов решения проблемы — нанесение на имплантат защитного покрытия, которое может замедлить скорость коррозии на начальном этапе. Однако в некоторых случаях покрытия не спасают. Специалисты Тольяттинского госуниверситета выяснили, что программа растворения заложена в магнии самой природой.

Новое исследование позволило учёным разобраться, от чего зависит скорость разрушения сплава на разных этапах и как с помощью изменения состава и режимов термообработки задавать изделиям нужный срок службы.

Исследователи изучили пять сплавов магния с цинком и кальцием. Образцы помещали в физиологический раствор при температуре, близкой к температуре тела человека, и по скорости выделения водорода следили за процессом растворения.

Выяснилось, что у большинства сплавов этот процесс идёт в два этапа. Такая стадийность разрушения как раз соответствует требованиям, предъявляемым к имплантатам.

По итогам суток испытаний минимальную скорость коррозии показали сплавы с содержанием цинка 0,5–1%. Учёные пришли к выводу, что, управляя содержанием цинка и режимом термообработки, можно регулировать продолжительность инкубационного периода и общую кинетику деградации материала. Соответственно, можно спроектировать имплантат не только с заранее заданным сроком службы, но и с запрограммированным изменением скорости его растворения.

Полученные данные станут основой для создания магниевых сплавов с программируемой скоростью биодеградации. Статья об этом исследовании опубликована в международном журнале «Journal of Alloys and Compounds» (DOI: 10.1016/j.jallcom.2026.191590, Impact factor 6.7, Q1).