| Название НИОКТР |
УМЗ материалы и цифровые технологии производства медицинских имплантатов. Этап 2
|
| Аннотация |
В настоящей работе предполагается создание биомедицинских сплавов, обладающих не только биохимической совместимостью с тканями организма, но и биомеханической совместимостью, которая определяет функциональную надежность имплантатов. Основной характеристикой биомеханической совместимости имплантируемого материала является модуль упругости, значение которого должно быть приближенным к модулю упругости кости. В этом аспекте особый интерес для медицины представляют титановые сплавы на основе базовой системы Ti−Nb и с дополнительным легированием цирконием и танталом, которые при концентрации ниобия 39−41 мас. % имеют достаточно низкий модуль упругости, в интервале 50−60 ГПа, сопоставимый с модулем упругости кортикальной костной ткани. Несомненным преимуществом сплавов систем Ti−Nb является отсутствие токсичного воздействия на организм, так как сплавы данной системы состоят из биоинертных элементов титана и ниобия и дополнительно могут быть легированы другими биоинертными элементами. Однако механические свойства указанных сплавов бывают недостаточно высокими для их применения в медицине. Так, для сплава Ti−45Nb предел текучести составляет 380 МПа, а предел прочности − 650 МПа, что ниже уровня механических свойств среднепрочных титановых сплавов, применяемых в медицине. Данная проблема будет решена за счет формирования ультрамелкозернистого (УМЗ) и наноструктурного (НС) состояния в металлах и сплавах интенсивной пластической деформацией методом равноканального углового прессования (РКУП), АВС-прессования и ротационной ковки, что позволит значительно повысить конструктивную прочность заготовок без дополнительного легирования «токсичными» элементами. Одной из главных задач при развитии научных основ получения УМЗ и НС состояния сплавов с требуемыми механическими свойствами являются вопросы, связанные со стабильностью их структурно-фазового состояния и физико-механических свойств на основе оптимизации режимов РКУП, АВС-прессования, ротационной ковки и термообработки. Для реализации многопроходного РКУП будет спроектирована специальная оснастка и выполнен комплекс исследований для установления оптимальной нагрузки усилия прессования. На основе компьютерной томографии кости ампутированной конечности будет разработан цифровой способ определения геометрических параметров имплантата и построения 3D-модели его конструктивного исполнения с учетом морфологии костного канала и анатомической оси. Для решения этой задачи будут использованы программные пакеты In Vesalius, SolidWorks, Autodesk Meshmixer 3.5. Кроме того, разработанные цифровые модели будут использоваться для производства персонализированных имплантатов с сетчатой структурой на поверхности методом аддитивных технологий. Конструкция имплантатов обеспечит возможность нанесения антибактериальных покрытий в зонах контакта имплантата с кожно-мышечными тканями ампутированных конечностей для повышения резистентности организма при остеоинтеграции. Будут разработаны технологии нанесения антибактериальных и других типов покрытий на имплантаты.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
5100.0
|
| Дата начала |
2025-04-30
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
075-15-2025-202
|
| Дата контракта |
2025-04-04
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
669.2.017:620.18; 669.2.017:620.17; 669.2-419:620.18; 669.2-419:620.17
|
| Количество просмотров |
5
|
| Руководитель работы |
Кузнецов Виктор Павлович
|
| Руководитель организации |
Германенко Александр Викторович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Соглашение (государственный/муниципальный контракт)
|
| Последний статус |
2025-07-08 13:30:55 UTC, 2025-07-08 13:30:55 UTC
|
| ОКПД |
Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ; БИОСОВМЕСТИМОСТЬ; УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТАЯ СТРУКТУРА; ИНТЕНСИВНАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ; НИЗКОМОДУЛЬНЫЙ ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ; ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННЫЙ ИМПЛАНТАТ; ABC-ПРЕССОВАНИЕ; ЦИФРОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ; РОТАЦИОННАЯ КОВКА
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
53.49.15 - Структура и свойства цветных металлов и сплавов и композиционных материалов на их основе
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Материаловедение
|
| Приоритеты научно-технического развития |
в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;; а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': '7WNSSIQO6SIQG86IFDMBPY9M'}]}
|
