В НОЦ «Аддитивные технологии» ТГУ разработали технологию полного цикла производства зубных штифтов (имплантатов) из наноструктурной керамики – биосовместимого и эстетически привлекательного для протезирования материала. Мелкосерийное производство для стоматологических клиник планируется вести на собственной технологической площадке университетского малого инновационного предприятия.
Наноструктурная керамика на основе диоксида циркония – это передовой материал в современной медицине. Доказано, что диоксид циркония обладает прекрасными свойствами по прочности, твердости и биосовместимости. Зубные имплантаты из диоксида циркония не вызывают аллергических реакций и выглядят максимально похоже на натуральные зубы. При этом собственных технологий производства зубных имплантов из нанокерамики в России до сих пор нет.
Технологию изготовления зубных имплантатов из порошков японской компании Tosoh разработали в научной группе под руководством к.т.н., зам. директора НОЦ «Аддитивные технологии» ТГУ Владимира Промахова.
Для производства имплантатов команда томских разработчиков использует технологию CAD-CAM, которая обеспечивает производство до 100 тысяч изделий в месяц. Нюансы работы с материалами ученые ТГУ отрабатывали в течение 5 лет. В частности, им удалось добиться контролируемой усадки при спекании до сотых долей миллиметра.
– Мы работали над этим проектом эволюционно: сначала научились работать с высококачественными японскими материалами: изучили кинетику спекания, структурно-фазовые состояния этих материалов, поняли, что это за материалы. Затем отработали процессы при производстве деталей по запросам предприятий – все это изделия сложной формы, – рассказал Владимир Промахов. – После анализа рынка мы поняли, что запрос на стоматологические имплантаты на рынке очень большой, а наши наработки позволяют их производить.
Технология, созданная в ТГУ, способна быстро подстраиваться под запросы хирургов-стоматологов и изготавливать изделия под их задачи. На собственной технологической площадке разработчики создают имплантаты разных форм и размеров, с разной резьбой и разной формой абатмента (головки, на которую «садится» коронка), а также специальные ключи, с помощью которых хирурги вкручивают их в кость.
– С керамикой тяжело работать, потому что нужно специальное оборудование, печи, станки, режимы термообработки. Ее нельзя просто спрессовать-спечь-выпилить, здесь нужно глубокое понимание множества технологических операций, – отметил Владимир Промахов. – Основная сложность производства – найти нужный материал и подобрать под него режим всех технологических операций. В случае с зубными имплантатами порошок после спрессовки нужно отжечь так, чтобы он имел определенную прочность, но чтобы его при этом можно было без сколов обработать фрезой. А затем провести цикл высокотемпературных обработок для придания материалу высокой прочности.
Сейчас разработчики ведут переговоры со стоматологическими клиниками, которые занимаются дентальным протезированием.