Цель проекта: Получить многослойных, био-многофункциональных структур «кальций-фосфатные покрытие/TiO2/подложка» с помощью комбинированной методики плазменно-электролитического оксидирования с последующим детонационным напылением кальций-фосфатных керамик на основе гидроксиапатита.

Наименование приоритетного направления развития науки: Геология, добыча и переработка минерального и углеводородного сырья, новые материалы, технология, безопасные изделия и конструкции.

Наименование специализированного научного направления, вид исследований: Биомедицинские материалы, биологически активные вещества, биологические и медицинские препараты (фундаментальные исследования).

Годы реализации проекта: 2021г.

Актуальность. В последние годы медицинские материалы привлекают все больше внимания. В настоящее время разрабатываются и создаются инновационные композиционные биоактивные покрытия для имплантатов на принципах нанотехнологий. Однако ответом на вопрос о возможности применения конкретного материала должно стать обязательное тестирование готового образца на предмет соответствия требованиям, предъявляемым к материалам для имплантации. Таким образом, получение био-многослойных покрытий для имплантатов, имеющих высокие антибактериальные, адгезионные и трибологические характеристики является одной из важнейших задач при производстве современных имплантатов.

Проект направлен на получение многослойных, био-многофункциональных структур «кальций-фосфатные покрытие/TiO2/подложка» с помощью комбинированной методики плазменно-электролитического оксидирования с последующим детонационным напылением кальций-фосфатных керамик на основе гидроксиапатита. С помощью плазменно-электролитического оксидирования будет сформирован первичный слой биосовместимого оксида – анатаза (TiO2) ПЭО-покрытий с высокими механическими и трибологическими характеристиками толщиной 30-40 мкм, являющейся достаточной для промежуточного слоя, на который затем наносится кальций-фосфатный слой на основе гидроксиапатита методом детонационного напыления, обеспечивающий функциональные свойства имплантата.

Результаты за 2021 год:

Проведено плазменно-электролитическое оксидирование медицинских титановых сплавов Ti−6Al−4V в различных электролитах путем изменения компонентов и их концентрации. Экспериментальным путем определен оптимальный режим (состав электролита, время обработки, величины приложенного постоянного напряжения) для получения плёнки биосовместимого оксида – анатаза (TiO2) ПЭО-покрытий с высокими механическими и трибологическими характеристиками. Изучены элементный и фазовый состав плёнки биосовместимого оксида – анатаза (TiO2) методами рентгеноструктурного и рентгенофлуоресцентного анализа. Определены оптимальные режимы по достижению приближения фазово-структурного состояния получаемого покрытия и его свойств к параметрам костной ткани. Проведены исследования структуры, элементного и фазового состава методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа медицинских титановых сплавов Ti-6Al-4V после обработки комбинированным методом. Изучены трибологические свойства кальций-фосфатных покрытий.

Исследовательская группа:

Ескермесов Д.К., PhD, Scopus Author ID: 57189899216;

Байжан Д.Р., магистрант, Scopus Author ID: 57214891142;

Төребек Қ.Ж., магистрант.