Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Сплавы с эффектами памяти и их применение в медицине

В.Г. Пушин, В.Н. Журавлев

Институт физики металлов  УрО РАН
620219, г. Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, 18;
 Е-mail: pushin@imp.uran.ru 

Обнаружение и создание материалов с эффектами памяти формы (ЭПФ) и термоупругими мартенситными превращениями явилось одним из важных открытий в области физики металлов с обширной практической направленностью. В последние годы материалы с ЭПФ все более широко исследуются, создаются новые сплавы, которые широко внедряются в технике и социально-значимых сферах деятельности человека, в частности в медицине. Среди них особую роль играют сплавы на основе никелида титана, которые обладают уникальными физико-механическими, химическими и эксплуатационными свойствами, в том числе рекордными ЭПФ (однократной и обратимой памятью, гиперэластичностью, сверхпластичностью) термомеханической, термоциклической и механоциклической стойкостью и долговечностью, коррозионной стойкостью и биологической совместимостью. Это делает их незаменимыми для медицинского применения в качестве интеллектуальных функциональных материалов принципиально нового поколения, предназначенных для изготовления аппаратов и инструментов, имплантатов, конструкций и устройств с памятью формы или сверхэластичностью. В отечественной и мировой науке данным материалам и их применению в технике и медицине в последние годы уделяется все возрастающее внимание. В развитых странах мира исследования ведутся широким фронтом и находят все большее практическое применение.

            Среди большого числа выполняемых в данное время исследований по разработке, изучению и внедрению материалов с ЭПФ наши работы, совместные с учеными СО РАН, занимают особое место. Они открыли и развивают новое прорывное направление использования сплавов с ЭПФ для конструирования и изготовления принципиально новых медицинских приборов, устройств и инструментов, обеспечивающих малоинвазивные эндоскопические и ляпароскопические медицинские технологии. В развитых странах мира такие технологии активно вытесняют традиционные методы хирургического лечения. Нами создан впервые комплекс новых методов и аппаратов серии "Захват" для безоперационного извлечения камней из мочеточников, c использованием саморазвертывающихся управляемых экстракторов с ЭПФ, который широко и эффективно применяется в странах СНГ, демонстрировался в КНР, ФРГ, Франции, Израиле, США, Бельгии, Польше, Австрии. Он удостоен Диплома и Золотой медали 44 Всемирной выставки изобретений, научно-исследовательских и индустриальных инноваций в Брюсселе в 1995 году (Brussels EUREKA-95), ряда других российских и международных дипломов. Аппарат "Захват" защищен тремя патентами РФ, европатентом и патентом Великобритании и разрешен к применению и производству МЗ РФ (приказ №271 от 12.12.94). Защищены двумя патентами РФ, не имеющие мировых аналогов методы и устройства для низведения камней из желчных протоков, эндоскопического бужирования полых органов (пищевода, мочеполового тракта, желчных протоков и др.), эндоскопической электрохирургии сосудов, мягких тканей, опухолей в урологии, гастроэнтерологии, проктологии и гинекологии, сосудистой и кардиохирургии. Другое перспективное медицинское направление, развиваемое нами по применению сплавов с ЭПФ, – их использование в качестве имплантатов, энедопротезов и компрессирующих устройств в травматологии и ортопедии, в том числе для остеосинтеза шейки бедра. Имеются два патента РФ и выполнены успешные клинические испытания на десяти больных.

Научной основой для данных прикладных разработок являются физические исследования по разработке и всестороннему изучению сплавов с ЭПФ , ведущиеся нами в ИФМ УрО РАН и совместно с учеными СО РАН, а также методические работы совместно с уральскими учеными-врачами.