目前,烏克蘭在髖關節造形術臨床應用中主要使用進口產品,因為同類產品在烏市場上幾乎沒有。進口產品成本高,使得手術成本增加,導致許多患者望而卻步。因此,在烏克蘭開發國產關節造形術產品,為患者恢復正常生活提供醫療技術保障尤為重要。
據了解,烏克蘭患者目前被置換的鉸鏈式假體大多是由鈷鉻鉬合金和高分子聚乙烯髖臼組成的。但是,從生物相容性來看,這種合金不是植入人體內假體的最佳材料。此外,該合金植入體禁用於腎功能不全患者以及育齡婦女。
據專家介紹,鉸鏈的結構和摩擦性能(摩擦與磨損比)是影響生物材料植入體可靠性和持久性的重要因素之一。純鈦具有最佳生物相容性,最宜作為植入材料。實際上,純鈦與所有材料會發生粘附,因而不能將它用於製作摩擦副元件,而純鈦的這個缺點使得利用金剛石研磨法進行精密機械產品加工複雜化。為了解決摩擦副中使用鈦元件的問題,專家建議,可以通過對其工作表面進行改性處理,從而達到強度和粘合慣性的最佳組合。
烏克蘭國家科學院超硬材料研究所的專家們研發出球形純鈦頭用於髖關節修復術。專家們藉助金剛石研磨加工處理技術,製成了金剛石磨具,開發出一套球形表面精密成形研磨技術。磨具粘結劑能夠使晶粒自適應移動,確保磨具粘結劑和加工材料之間的間隙,從而避免粘著。為達到粗糙度要求,科學家們還發明了拋光膏,可以使拋光表面能夠承受住強烈機械化學作用。
該研究所還與烏科學院物理機械研究所的專家共同使用氮氣熱擴散飽和技術,控制氣體介質,作為球形鈦頭工作表面的改性方法。
在摩擦試驗機上進行的「平面—環」結構機械摩擦試驗表明, "Te /хирулен"("хирулен" —超高分子聚乙烯,可用來生產髖臼杯)的抗摩擦性能大大優於傳統的關節造形術臨床應用中使用的「鈷鉻鉬/хирулен」:摩擦副低於25%,損耗降低五倍。「氮化鈦BT1-0 /хирулен」摩擦副摩擦性能與「陶瓷/хирулен」相仿。
在200公裡摩擦路徑試驗後,研究人員沒有發現鈦成分的損耗。這項技術旨在解決烏克蘭國內重要的公眾健康和社會問題,計劃年末在波蘭摩擦學研究所的模擬試驗臺上進行鈦頭測試。