Национальный исследовательский Томс кий государственный университет, Томск, Россия:

А. А. Шишелова, студент, эл. почта: arina.sh9906@gmail.com
Е. С. Марченко, заведующая лабораторией сверхэластичных биоинтерфейсов, доцент, докт. физ.-мат. наук
Г. А. Байгонакова, старший научный сотрудник, канд. физ.-мат. наук
Ю. Ф. Ясенчук, старший научный сотрудник

Сплавы никелида титана широко применяют в качестве имплантационного материала. Как правило, пористые TiNi-сплавы получают методом самораспространяющегося высоко температурного синтеза в атмосфере аргона. Примеси воздуха в реакционной камере могут привести к увеличению содержания оксинитридов на поверхности пористого TiNi-сплава и тем самым повысить его цитосовместимость. Изучено влияние азота на функциональные свойства, фазовый состав и гемолитическую активность пористого TiNi-сплава. Установлено, что наличие фаз внедрения типа Ti₄Ni₂N(O) не влияет на характер мартенситных превращений, вызванных изменением температуры. В пористом TiNi-сплаве, синтезированном в атмосфере азота с примесью кислорода, реализуется одностадийное мартенситное превращение B2↔B19'. Из результатов изучения эффекта памяти формы пористого TiNi-сплава следует, что структурная неоднородность матрицы пористых образцов и появление хрупких фаз внедрения Ti₂Ni + Ti₄Ni₂N(O) и TiNi₃ хоть и ограничивают проявление неупругой обратимой деформации пористого сплава, но полностью не подавляют ее. Cинтез пористых TiNi-сплавов в атмосфере азота приводит к снижению гемолитического индекса и повышению цитосовместимости.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России, проект № FSWM-2020-0022.

1. Yuan B., Zhu M., Chung C. Y. Biomedical porous shape memory alloys for hard-tissue replacement materials // Materials. 2018. Vol. 11, Iss. 9. 1716.
2. Bansiddhi A., Sargeant T. D., Stupp S. I., Dunand D. C. Porous NiTi for bone implants: a review // Acta biomaterialia. 2008. Vol. 4, Iss. 4. P. 773–782.
3. Yasenchuk Y., Marchenko E., Gunther V., Radkevich A. et al. Biocompatibility and clinical application of porous TiNi alloys made by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) // Materials. 2019. Vol. 12, Iss. 15. 2405.
4. Che H. Q., Ma Y., Fan Q. C. Investigation of the mechanism of self-propagating high-temperature synthesis of TiNi // Journal of Materials Science. 2011. Vol. 46, Iss. 8. P. 2437–2444.
5. Wisutmethangoon S., Denmud N., Sikong L. Characteristics and compressive properties of porous NiTi alloy synthesized by SHS technique // Materials Science and Engineering: A. 2009. Vol. 515, Iss. 1-2. P. 93–97.
6. Novák P., Mejzlíková L., Michalcová A., Čapek J. et al. Effect of SHS conditions on microstructure of NiTi shape memory alloy // Intermetallics. 2013. Vol. 42. P. 85–91.
7. Resnina N., Rubanik V. (Jr.), Rubanik V., Kulak M. et al. Influence of the Ar pressure on the structure of the NiTi foams produced by self-propagating high-temperature synthesis // Materials Letters. 2021. Vol. 299. 130047.
8. Jin S., Zhang Y., Wang Q., Zhang D., Zhang S. Influence of TiN coating on the biocompatibility of medical NiTi alloy // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2013. Vol. 101. P. 343–349.
9. Datta S., Das M., Balla V. K., Bodhak S., Murugesan V. K. Mechanical, wear, corrosion and biological properties of arc deposited titanium nitride coatings // Surface and Coatings Technology. 2018. Vol. 344. P. 214–222.
10. Hariprasad S., Ashfaq M., Arunnellaiappan T., Harilal M., Rameshbabu N. Role of electrolyte additives on in-vitro corrosion behavior of DC plasma electrolytic oxidization coatings formed on Cp – Ti // Surface and Coatings Technology. 2016. Vol. 292. P. 20–29.
11. Sugisawa H., Kitaura H., Ueda K., Kimura K. et al. Corrosion resistance and mechanical properties of titanium nitride plating on orthodontic wires // Dental materials journal. 2018. Vol. 37, Iss. 2. P. 286–292.
12. Naji Q. K., Salman J. M., Dawood N. M. Investigations of structure and properties of layered bioceramic HA/TiO₂ and ZrO₂/TiO₂ coatings on Ti – 6 Al – 7 Nb alloy by micro-arc oxidation // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 61. P. 786–793.
13. Pana I., Braic V., Dinu M., Mouele E. S. M. et al. In vitro corrosion of titanium nitride and oxynitride-based biocompatible coatings deposited on stainless steel // Coatings. 2020. Vol. 10, Iss. 8. 710.
14. Karjalainen P. P., Nammas W. Titanium-nitride-oxide-coated coronary stents: insights from the available evidence // Annals of Medicine. 2017. Vol. 49, Iss. 4. P. 299–309.
15. Qiu A. T., Liu L. J., Wei P., Lu X. G., Li C. H. Calculation of phase diagram of Ti – Ni – O system and application to deoxidation of TiNi alloy // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011. Vol. 21, Iss. 8. P. 1808–1816.
16. Balogh Z., Schmitz G. Diffusion in metals and alloys // Physical Metallurgy. — Elsevier, 2014. P. 387–559.
17. Kaya M., Orhan N., Kurt B., Khan T. I. The effect of solution treatment under loading on the microstructure and phase transformation behavior of porous NiTi shape memory alloy fabricated by SHS // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 475, Iss. 1-2. P. 378–382.
18. Jiang H. C., Rong L. J. Ways to lower transformation temperatures of porous NiTi shape memory alloy fabricated by self-propagating high-temperature synthesis // Materials Science and Engineering: A. 2006. Vol. 438. P. 883–886.
19. Ульянова Н. Ю., Куриленко Л. Н., Шамова О. В., Орлов Д. С., Голубева О. Ю. Гемолитическая активность и сорбционная способность наночастиц цеолита Beta // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46, № 2. С. 17.