Разработка биоактивных наноструктурированных покрытий на основе тугоплавких соединений с биологически активной неорганической матрицей

Выполнен анализ научно-технической литературы по теме работ. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96. Выполнены работы по разработке и синтезу методом СВС новых композиционных мишеней-катодов (Ti,Ta)Cx, (Ti,Ta)Cx+CaO и (Ti,Ta)Cx+Ca3(PO4)2. Изготовлена экспериментальная партия композиционных дисковых мишеней-катодов диаметром 48 и 125 мм. Данные мишени-катоды предназначены для осаждения биоактивных наноструктурных покрытий по технологии магнетронного распыления. Для каждого состава выполнены эксперименты по оптимизации технологических режимов процесса СВС. Оформлен технический акт об изготовлении экспериментальных образцов мишеней и их передаче на участок ионно-плазменных технологий НУЦ СВС МИСиС для проведения экспериментов по осаждению покрытий. Экспериментальная партия композиционных мишеней-катодов была поставлена в Чешский технический университет в Праге, являющийся партнером МИСиС по проекту E! 3412-EUROSURF BIOMUCOAT в рамках Европейской программы научно-технического сотрудничества «ЭВРИКА» с целью отработки технологии осаждения биоактивных наноструктурных покрытий на поверхность металлических имплантатов. Инновационные разработки «Биосовместимые многокомпонентные наноструктурные покрытия для медицины» и «Мишени для осаждения многофункциональных покрытий и метод их получения» были представлены на 18ой Международной Выставке «Изобретения, Инновации и Технология», ITEX 2007 в г. Куала-Лампур, Малайзия и были награждены дипломами и золотыми медалями.

Целью работ по 2 этапу было осаждение покрытий Ti-(Ta)-Ca-(P)-C-O-(N) методом магнетронного распыления композиционных мишеней. Проведение структурных исследований. Определение механических и трибологических свойств.
Выполнены эксперименты по осаждению покрытий Ti-(Ta)-Ca-(P)-C-O-(N) методом магнетронного распыления композиционных мишеней (Ti,Ta)Cx, (Ti,Ta)Cx+CaO и (Ti,Ta)Cx+Ca3(PO4)2. Оформлен технический акт об изготовлении экспериментальных образцов покрытий. Проведены структурные исследования методами рентгеноструктурного анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, фотоэлектронной, Рамановской и ИК-Фурье спектроскопии. Определены механические и трибологические свойства покрытий с помощью микротвердомера и машины трения швейцарской фирмы CSM Instruments. Коллеги из Чешского технического университета в Праге, являющегося партнером МИСиС по проекту E! 3412-EUROSURF BIOMUCOAT в рамках Европейской программы научно-технического сотрудничества «ЭВРИКА», проводили исследования многослойных покрытий для имплантатов, полученных по технологии химического осаждения при активированной плазме и магнетронного распыления композиционных мишеней, полученных из МИСиС.

Проведены электрохимические исследования покрытий в модельном биологическом растворе. Исследована кинетика изменения потенциала коррозии покрытий и их катодно-анодное поведение. Оформлен акт коррозионно-электрохимических испытаний покрытий Ti-C-Ca-(Р)-O-N, Ti-Ta-C-Ca-(Р)-O-N и Ti-C-Si-Ca-O-N. Коллеги из Чешского технического университета в Праге, являющегося партнером МИСиС по проекту E! 3412-EUROSURF BIOMUCOAT в рамках Европейской программы научно-технического сотрудничества «ЭВРИКА», проводили исследования многослойных покрытий, полученных по технологии химического осаждения при активированной плазме и магнетронного распыления композиционных мишеней, изготовленных в МИСиС.

Краткое описание выполненных работ:
Исследована адгезия и распластывание эпителиальных клеток IAR-2 и остеобластов MC3T3-E1 на поверхности покрытий. Исследована кинетика пролиферации остеобластов и выполнена количественная колориметрическая оценка активности щелочной фосфатазы. Исследована биосовместимость покрытий in vivo путем подкожной имплантации живым мышам образцов с покрытиями. Разработано ТЗ на ОКР.