В Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ создана новая технология пайки керамики и металла, которая может найти применение в производстве медицинских имплантатов. Ученые кафедры физических проблем материаловедения разработали метод, позволяющий повысить надежность эндопротезов тазобедренного сустава.

Основная проблема эндопротезов заключается в низкой ударной прочности керамической головки, которая надевается на титановую ножку. При повышенных физических нагрузках, например, прыжках, головка может треснуть. Для решения этой проблемы ученые предложили впаивать в головку металлическую втулку из титана, которая будет служить промежуточным звеном и демпфировать нагрузки.

Однако при этом возникает сложность с технологией пайки. Как пояснил представитель научной группы, доцент НИЯУ МИФИ Иван Федотов, для получения биосовместимых паянных соединений сейчас используется пайка чистым золотом, что гарантирует отсутствие коррозии, но этот метод очень дорогой и требует высокой температуры, что может привести к повреждению керамики. 

В МИФИ разработали новую технологию, состоящую из трех этапов: лазерной обработки поверхности керамики, нанесения порошка гидрида титана и использования нового припоя из титана, циркония и кобальта.

Новый припой значительно дешевле золота и имеет более низкую температуру плавления — 880 градусов, что снижает риск повреждения керамики. Порошок гидрида титана улучшает смачиваемость керамики и предотвращает образование хрупких интерметаллидов титана-кобальта, повышая коррозионную стойкость шва.

Технология может быть использована для изготовления различных имплантатов, работающих внутри организма, а также медицинских инструментов.