Ученые Томского политехнического университета разработали технологию для улучшения биомеханических характеристик титановых сплавов. Она основана на электронно-лучевой 3D-печати и позволяет создавать персональные костные имплантаты. Работа поддержана грантом Российского научного фонда.
Напомним, бета-титановые сплавы с добавлением ниобия, циркония, молибдена, тантала или олова перспективны для медицинских имплантатов. Они обладают низкой токсичностью, высокой прочностью и хорошей формуемостью. Однако их модуль упругости выше, чем у костной ткани, что создает сложности при интеграции.
Так вот ученые из Томска изготовили образцы сплава титана с 56 % ниобия методом электронно-лучевой 3D-печати. Использовались различные режимы печати для изучения влияния интенсивности тока на микроструктуру и свойства сплава. Результаты исследования демонстрируют, что изменение параметров печати влияет на внутреннюю структуру и свойства сплава, сохраняя его химический состав неизменным. Это значительный прогресс в разработке индивидуальных имплантатов с уникальными характеристиками буквально под каждый клинический случай. Ученые продолжают работу над оптимизацией параметров печати для более широких клинических применений.
Новые композиты на основе прекерамической бумаги сделали ее высокотемпературной
Ученые Томского политехнического университета получили новые слоистые металлокерамические композиты. Материалы перспективны для аэрокосмической и транспортной промышленности. Развитие техники требует материалов, устойчивых к высоким температурам, коррозии и механическим нагрузкам. Однако большинство металлов и сплавов достигли своих пределов для высокотемпературных применений.
Напомним, керамические композиты демонстрируют высокую стойкость к окислению и улучшенные механические свойства. В лаборатории Томского политеха
предложили формирование многоуровневых структур из прекерамической бумаги и фольги тугоплавких металлов (МАХ-фазы). Они сочетают свойства керамики и металлов, но имеют повышенную хрупкость при низких температурах.
Эту проблему решают прекерамические бумаги на основе Ti3Al(Si)C2 и фольги из тантала. Синтез проводился методом искрового плазменного спекания при 1150 °C и 50 МПа. В итоге полученные материалы имеют однородную микроструктуру, высокую прочность и квазипластичное поведение разрушения. Обладают повышенными теплофизическими свойствами.
К лечению онкологии подключили ДНК-сенсоры
Ученые КФУ ( Казанского федерального университета ) разработали инновационные сенсоры для контроля лечения рака. Один из авторов разработки, ведущий инженер кафедры аналитической химии Химического института имени А. М. Бутлерова КФУ — Анастасия Маланина.
Электрохимические ДНК-сенсоры используются в том числе для контроля концентрации противоопухолевых препаратов. Они позволяют определять даже самые низкие показатели антрациклиновых препаратов в условиях комплексного химиотерапевтического лечения. А также концентрацию доксорубицина в присутствии других препаратов. Это позволяет корректировать дозировку и уменьшать риск побочных эффектов и осложнений химиотерапии. Например, тошнота, рвота, диарея, кардиотоксичность и нефротоксичность и так далее. Плюс неинвазивный контроль и снижение психологической нагрузки, что облегчает процедуру анализа для пациентов и своевременную оценку эффективности терапии в реальном времени и снижает необходимость в инвазивных методах мониторинга.
Ну и самое главное — благодаря малым размерам и низкой стоимости, новое устройство может быть легко интегрировано в клиническую практику. Это станет важным шагом на пути к персонализированному и безопасному лечению онкологических заболеваний.
Ученые доказали: выхлопные газы гораздо более опасны, чем это принято считать
Ученые указали на ошибки в современных математических моделях оценки влияния загрязнения воздуха на здоровье человека. Все они содержат фундаментальную ошибку. Ошибки приводят к недооценке рисков для 80% населения Земли. Модели основаны на устаревших предположениях о нагревании и увлажнении воздуха при вдыхании. Это не соответствует реальным условиям, особенно в холодном или влажном климате. Ошибки в расчетах могут быть колоссальными при отклонении от нормальных условий.
Разные регионы планеты сталкиваются с различным уровнем риска при одинаковых уровнях загрязнения воздуха. Холодные регионы находятся в более высокой зоне риска из-за климатических особенностей. В итоге водяной пар пресыщается и конденсируется на поверхности частиц, увеличивая их размеры. Субмикронные наночастицы могут увеличиваться в размерах в десятки раз, оседая в легких и вызывая серьезные последствия.
Например, субмикронные частицы дыма и выхлопных газов, считающиеся якобы безобидными из-за их небольшого размера, могут значительно увеличиваться в размере прямо в дыхательных путях. Холодный воздух задерживает частицы загрязнений, которые оседают в легких. Это вызывает воспаление, повреждает ткани и может привести к серьезным последствиям. В результате легкие становятся своеобразной ловушкой для токсинов и вирусов. Это меняет правила игры в вопросе здоровья дыхательной системы.
В озерах Крыма ищут бром, бор, литий и другие ценные соединения
Научная группа СПбГУ провела полевые работы на 23 соляных озерах Западного Крыма. В состав научной группы входят заведующая кафедрой геохимии Марина Чарыкова, доцент Елена Каюкова и выпускницы магистратуры Анна Бессонова и Ольга Решетникова.
Соляные озера Крыма являются важным бальнеологическим ресурсом. К тому же озера используются промышленными предприятиями для добычи соли, соды и брома. Комплексное геологическое и гидрохимическое изучение минеральных озер Крыма ведется с конца XIX века. Однако последние фундаментальные исследования проводились в середине XX века. За прошедшее время многие озера подверглись влиянию климатических и антропогенных факторов. Гидрохимический режим многих озер мог изменится, ведь часть из них распреснена, некоторые стали технологическими водоемами. Вот почему есть необходимость современных исследований, которые позволяют определить содержание даже микрокомпонентов в озерах.
Отобранные пробы будут исследованы в лабораториях СПбГУ. Также изучат тесты донных осадков, как и их геохимических особенностей.
Николай ХАУСТОВ
Фото с сайта Минобрнауки