Учёные СФУ создают полуфабрикаты для производства зубных имплантатов и искусственных суставов
14 мая 2025 г. | наука
Материал планируется производить из сырья, добывающегося на Ковдорском месторождении в районе Кольского полуострова. Опытное производство на базе Сибирского федерального университета позволит получить и испытать различные по свойствам образцы материала и добиться устойчивого результата
Российские месторождения обладают запасами бадделеита – это редко встречающийся в природе минерал зеленоватого, жёлтого оттенка или вовсе бесцветный. Из бадделеита производят керамический материал диоксид циркония (ZrO2), особенностью которого является так называемое трансформационное упрочнение. Это значит, что диоксид циркония автоматически становится прочнее от механического воздействия. В настоящее время экспорт бадделеита практически прекращён, что открывает возможности для циклов частичной или полной переработки на территории российских регионов.
«Это импортозаместительный проект. Сегодня есть ограниченное количество компаний в мире, производящих диоксид циркония высокой очистки. В основном его используют для изготовления зубных имплантантов. Мы заинтересованы в создании собственного материала, который может стать сырьём для отечественных медицинских изделий, в том числе, для стоматологии и ортопедической хирургии. Диоксид циркония подходит, например, для создания элементов искусственного тазобедренного сустава», — рассказал руководитель исследования, заведующий кафедрой ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» Игорь Карпов.
По словам учёного, получить порошок диоксида циркония высокой очистки недостаточно, нужно его стабилизировать. Дело в том, что самые востребованные прочные фазы этого материала можно получить при температуре выше 1200 о С, при остывании желаемые свойства быстро теряются. Чтобы «закрепить» результат нагревания нужно зафиксировать материал, к примеру, оксидом иттрия. Так называют неорганическое соединение редкоземельного металла иттрия и кислорода.
Учёные СФУ отрабатывают технологию перевода бадделеитового сырья в водорастворимое состояние и стабилизацию его оксидом иттрия, изучают гранулометрический состав материала, экспериментируют с очисткой.
«В зависимости от степени очистки можно из нашего материала формовать детали для шаровых мельниц, измельчающих руду на горно-металлургическом производстве и в геохимической промышленности. Решать различные задачи микроэлектроники. Также можно создавать стоматологические диски — диоксид циркония выгодно отличается от других материалов, поскольку он становится ещё более прочным из-за постоянной жевательной нагрузки», — уточнил Игорь Карпов.
Дело в том, что из диоксида циркония делают специальные диски для CAD/CAM систем. Программное обеспечение и высокоточные фрезерные станки помогают изготавливать протезы с точностью до нескольких микрон, при этом автоматизация процесса существенно сокращает время изготовления протезов. Из диоксида циркония можно делать как одиночные коронки, мостовидные протезы, детали для имплантатов, так и высокоэстетичные виниры, востребованные в современной эстетической стоматологии.
Ещё одно перспективное направление для применения оксида циркония — изготовление деталей искусственного тазобедренного сустава. Продукция такого рода высоко востребована, а импортные изделия практически не поставляются на российский рынок медицинских изделий. Учёные СФУ намерены наладить производство «суставных» прототипов на базе собственной лаборатории.
«Диоксид циркония достаточно стабилен, не усаживается при обжиге и сохраняет свои размеры, это важно для сложных ортопедических конструкций. Мы сейчас пробуем управлять свойствами, фазовым составом материала, его гранулометрическим составом. Всё это определяет плотность будущих заготовок. Закуплено соответствующее оборудование, на котором мы отработаем технологию получения материала. Дальше планируем запустить опытное производство, а технология будет доступна для трансфера», — резюмировал Игорь Карпов.
Первыми рассказали РИА Новости
