27.9.2013

Программный комплекс для компьютерного конструирования наноматериалов для медицинских имплантатов

03–06 сентября этого года в г. Франкфурте-на-Майне (Германия) в рамках международного проекта «Virtual Nanotitanium, ViNat» состоялась международная конференция «Компьютерное моделирование наноструктурных материалов» .
Проект стартовал в 2011 г. и выполняется ведущими научными коллективами России и Евросоюза. Российские исследователи финансируются Министерством образования и науки РФ. В ходе выполнения проекта VINAT по разработке наноматериалов из титановых сплавов с заданными свойствами активно используются методы компьютерного моделирования. В настоящее время титан считается одним из наиболее перспективных материалов для медицинских имплантатов в травматологии, ортопедии и стоматологии в силу своей прочности и высокой биологической совместимости.
Современные способы улучшения качества титановых имплантатов лежат в области нанотехнологий. В рамках проекта уже разработан ряд принципиально новых технологий, компьютерных моделей и программных модулей. Так, известно, что посредством интенсивной пластической деформации металлов можно получить наноструктурированные материалы, обладающие необходимыми эксплуатационными свойствами и более долговечные, чем обычные металлы. Новый способ получения нанотитана с использованием высокотемпературной ECAP-C технологии (high-temperature (330 ◦C) equal-channel angular pressing, ECAP) был разработан российским участником проекта – Уфимским государственным авиационным техническим университетом. Преимущество использования нанотитана состоит в возможности перехода на имплантаты в 1,5 раза меньшего диаметра, выдерживающих нагрузки, аналогичные имплантатам обычной конструкции из крупнозернистого титана. Поскольку имплантат изготавливается из чистого титана, он не содержит токсичных элементов или аллергенов. Прототип был разработан чешским партнером проекта, компанией Timplant.
Прозвучавшие на конференции доклады охватили весьма широкий спектр тем:
• компьютерные модели механического поведения и физических свойств наноматериалов, определяющие их эксплуатационные свойства,
• механика сплошных сред, молекулярная динамика и квантовая механика как инструменты для компьютерного моделирования наноматериалов,
• наноструктурные и ультрамелкозернистые металлы, тонкие пленки, многофазные материалы и их моделирование,
• экспериментальное обоснование, разработка программного обеспечения и практическое применение компьютерных моделей наноматериалов.
После завершения проекта партнеры приняли решение совместно участвовать в новых конкурсах Horizont-2020 и ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».