ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 186 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 12. Вкладыш тазобедренного имплантата, изготовленный методом DLP 3D-печати из акрилатного композита с 10 масс. % ПЭЭК Fig. 12. DLP 3D-printed hip joint implant liner made from acrylate composite with 10 wt % PEEK что введение 5 масс. % армирующих частиц повышает структурную целостность материала и, как следствие, его износостойкость. Композит из акрилата с 10 масс. % ПЭЭК продемонстрировал наилучшую износостойкость среди испытанных материалов: скорость износа составила 0,7·10−6 мм3/Н⋅м, а коэффициент трения – 0,35. СЭМ-изображения поверхности композита акрилата с 10 масс. % ПЭЭК выявили высокую однородность и минимальные следы износа, что свидетельствует о значительном улучшении износостойкости при данной концентрации армирующего компонента. Такое улучшение, вероятно, обусловлено равномерным распределением армирующих частиц, которое эффективно предотвращает деградацию материала под действием трения и нагрузки. Увеличение степени армирования от базового акрилата до композита с 10 масс. % ПЭЭК приводит как к повышению износостойкости, так и к улучшению фрикционных свойств. Таким образом, повышение структурной целостности композита достигается за счет увеличения степени армирования, что снижает эрозию и трение в условиях высоких нагрузок. На рис. 12 показан ацетабулярный вкладыш, изготовленный методом DLP 3D-печати из композиционного биоматериала на основе акрилата с 10 масс. % ПЭЭК. Это позволяет сделать вывод о том, что биоматериал на основе акрилата с 10 масс. % ПЭЭК подходит для 3D-печати при комнатной температуре с целью получения желаемой геометрии ортопедических имплантатов. Заключение Настоящее исследование подчеркивает превосходные свойства биоматериалов на основе композита из акрилата с 10 масс. % ПЭЭК, демонстрируя их повышенную износостойкость и повышенные механические свойства по сравнению с композитами из акрилата с меньшим содержанием ПЭЭК и базовым акрилатом. – Композиционный биоматериал на основе акрилата с 10 масс. % ПЭЭК обладает оптимальным сочетанием прочности, жесткости и пластичности, что критически важно для нагруженных изделий, таких как ортопедические имплантаты. Испытания на изнашивание по схеме «стержень – диск» показали значительное снижение удельной скорости изнашивания композита с 10 масс. % ПЭЭК при различных нагрузках и скоростях, что подтверждает его пригодность для использования в условиях высоких механических напряжений. – Результаты СЭМ- и ЭДС-исследований подтвердили равномерное распределение частиц ПЭЭК в полимерной матрице, что обеспечивает повышенные механические свойства и долговечность композитного материала. – Способность композита из акрилата с 10 масс. % ПЭЭК сохранять механическую прочность в сложных трибологических условиях делает его перспективным материалом для долгосрочного применения в ортопедии, особенно в суставных имплантатах, где износостойкость и механические характеристики имеют решающее значение для успешной имплантации. – Улучшенная износостойкость и повышенная механическая прочность этого композита позволяют снизить риск выхода имплантата из строя вследствие деградации материала, что является важным фактором, определяющим срок службы имплантатов тазобедренных суставов. – Композиционный биоматериал на основе акрилата с 10 масс. % ПЭЭК может быть использован для DLP 3D-печати при комнатной температуре, а полученные изделия пригодны для изготовления из них биомедицинских имплантатов, протезов, тканевой инженерии и в других областях здравоохранения. Тем не менее для полного понимания поведения данных композиционных материалов в реальных клинических условиях необходимы дальнейшие исследования.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1