Использование синхротронного излучения (СИ) даёт возможность «заглянуть» глубоко в структуру новых материалов и за счёт этого ускорить их разработку и практическое внедрение. Молодые учёные Томского государственного университета, работающие над созданием сверхэластичных биоинтерфейсов, прошли курсы повышения квалификации на базе НИЦ «Курчатовский институт», где находится единственный в России специализированный источник синхротронного излучения. Материаловеды, познакомившиеся с техническими возможностями НИЦ, смогут использовать его возможности в целях улучшения характеристик материалов для замены мягких биологических тканей и кости.
– Курчатовский институт обладает уникальной технологической базой, которая позволяет осуществлять прорывные исследования в самых разных областях, в том числе создавать новые разработки для медицины, – говорит молодой ученый ФТФ ТГУ Виктор Лариков. – Для меня и моих коллег – сотрудников лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ – возможности установки класса «мегасайнес» интересны именно с точки зрения получения новых данных о структуре никелида титана, который мы используем для изготовления имплантов. Задача нашей лаборатории – максимально приблизить функциональные характеристики биоинтерфейсов к свойствам живой ткани. Исследования с применением возможностей синхротрона помогают ускорить решение этой задачи.
Во время стажировки молодые учёные познакомились с оборудованием и возможностями ресурсных центров, использующих лабораторные рентгеновские и электрофизические методы, методы оптической микроскопии и спектроскопии. При этом были определены области для проведения совместных исследований. В частности, ресурсный центр лабораторных рентгеновских методов позволит получить подробную информацию о качественном составе образца, структурных характеристиках и границах раздела.
– Я занимаюсь исследованием сверхэластичного биосовместимого пористого сплава на основе никелид титана, – говорит аспирант Виктор Лариков. – Сотрудничество с Курчатовским институтом позволит получать 3D-модели пористых образцов благодаря оборудованию, которое с помощью лазерной резки снимает слой за слоем с образца и с помощью методов компьютерной томографии создает трёхмерную реконструкцию изображения. В дальнейшем это позволит моделировать деформационное поведение исследуемого сплава.
Также в ближайшее время в рамках научной работы по проекту «Реология интерфейса сверхэластичный сплав-покрытие-биологическая ткань» с помощью источника синхротронного излучения впервые будут получены высокоточные данные о качественном и количественном фазовом составе никелид-титановых проволок толщиной менее 100 мкм. Материаловеды ТГУ изготавливают из такой проволоки импланты для замены и армирования мягких биологических тканей. Как отмечают учёные, исследовать состав таких тонких объектов обычными косвенными методами сложно, а устройства, находящиеся в исследовательском центре, позволяют получить нужные результаты в полном объеме.
Добавим, что в настоящее время в России ведётся строительство нескольких синхротронов, которые должны значительно расширить возможности российских учёных. Один из них – первый в мире источник синхротронного излучения класса 4+ СКИФ возводят под Новосибирском (Кольцово). Разработку сенсоров, являющихся одной из важнейших составляющих оборудования для СКИФа, ведут радиофизики ТГУ в рамках проекта, финансируемого мегагрантом правительства РФ. Учёные уже вышли на стадию испытания первых лабораторных образцов сенсоров. Тестирование устройств проводится на базе партнёра по проекту – Института ядерной физики СО РАН.