Наименование конкурса: Конкурс на программно-целевое финансирование по научным и (или) научно-техническим программам на 2024-2026 годы.

Руководитель проекта: Кеңесбеков Айдар Бақытбекұлы PhD, и.о. ассоциированный профессор, ВНС.

 

Идентификаторы:

Исследовательская группа проекта

№ ФИО Должность по проекту Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылки на соответствующие профили
1. Кеңесбеков Айдар Бақытбекұлы Руководитель, ВНС Scopus ID: 57205287682 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57205287682), 
Web of Science Researcher ID: AAJ-2006-2021,  
Google Scholar ID: qiSsE64AAAAJ&hl,  
ORCID: 0000-0002-5630-9467 https://orcid.org/0000-0002-5630-9467.
2. Баймолданова Лазат Сарқытбекқызы ВНС Scopus Author ID: 55540404900 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55540404900)
ResearcherID: ХКН-1113-2023, 
ORCID: 0000-0002-5630-4746 https://orcid.org/0000-0002-5630-4746.
3. Мамаева Аксауле Алиповна СНС Scopus ID: 58064727000 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58064727000, 
ORCID: 0000-0002-9659-8152 https://orcid.org/0000-0002-9659-8152
4. Абдулина Сауле Амангелдыевна СНС Scopus Author ID: 56389550800 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56389550800),  
Web of Science ResearcherID: ABC-5778-2021,  
ORCID https://orcid.org/0000-0001-6328-8652,  
Google Scholar ID автора: Nbg6V2cAAAAJ
5. Кенжегулов Айдар Караулович  СНС Scopus Author ID: 57210622996,  
Web of Science ResearcherID: AAD-1637-2020
Молодые ученые (до 40 лет + обучающие (Студенты, магистранты))

 

 ФИО Должность по проекту Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылки на соответствующие профили Примечание (ППС, студент, магистрант, докторант)
1 Байжан Дарын Рашитұлы НС Scopus Author ID: 57214891142, (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57214891142),
Web of Science ResearcherID: AAC-3075-2022,
Google Scholar ID: o8AAAAJ,
ORCID 0000-0002-9105-3129(https://orcid.org/0000-0002-9105-3129)		 докторант
2 Мұқтанова Назерке НС Scopus Author ID: 58959124900 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58959124900),
Web of Science Researcher ID: GSD-9094-2022,
ORCID:0000-0002-4823-6640 https://orcid.org/0000-0002-4823-6640		 магистр
3 Арингожина Зарина Ержановна НС Scopus Author ID:
(https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58639928600),
Researcher ID: IXL-4677-2023 https://www.researchgate.net/signup.SignUpRequest.html
Scholar ID: https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=jy3hazcAAAAJ&view_op=list_works&gmla=ABOlHixjY88IGGqDvQIGNcvpT-lHfsB4fRNNPCf8rIVTTsL4RAv41Nvkt-oYhxJLppE3bx3uzBCmg5Et3gajlB0mkCXGQ3sQ1_yZD1_m1aWN6A,
ORCID: 0009-0001-8428-4033		 докторант
4 Сейтханова Айнур Кусбековна НС Scopus Author ID: 57211777742 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57211777742,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8610-5492		  
5 Тұрар Жаңабай Серікұлы МНС   магистрант
6 Жасұлан Айнұр Жасұланқызы МНС Scopus ID 58837450200,
ORCID ID:0009-0001-5887-0135.		 докторант
7 Серікбайқызы Айнұр МНС Web of Science ResearcherID: LRT-7969-2024,
ORCID: 0009-0005-7734-9512 https://orcid.org/0009-0005-7734-9512		 докторант

Аннотация проекта

Данная программа направлена на разработку инновационных технологий и новых материалов для создания отечественных медицинских имплантатов нового поколения, обладающих высокой прочностью, коррозионной стойкостью, биосовместимостью и остеоинтеграцией. В рамках данной программы будут разработаны способы создания биосовместимых, биоактивных покрытий и модифицированной поверхности для ортопедических, дентальных и сосудистых имплантатов. В рамках программы будут проведены комплексные экспериментальные работы по разработке способов получения биоактивных и биосовместимых покрытий и модифицирования биоинертного титанового сплава для применения в медицинских имплантатах. Будет разработан способ получения ультрамелкозернистого титанового сплава Ti-13Nb-13Zr для стоматологических имплантатов, обеспечивающих высокую биомеханическую совместимость системы «костная ткань-имплантат». Будут созданы биокомпозиционные покрытия на основе TiO2-HAp (диоксид титана-гидроксиапатит) методами газотермического напыления (детонационное напыление, HVOF и холодное напыление) и микродугового оксидирования на поверхности крупнозернистого Ti-13Nb-13Zr и ультрамелкозернистого Ti-13Nb-13Zr для ортопедических имплантатов, обеспечивающих биосовместимость и способствующих остеоинтеграции. Будет разработана технология получения биосовместимого тонкопленочного покрытия на основе TiOxNy для протезов кровеносных сосудов, который способен подавлять агрегацию тромбоцитов, минимизировать отложение фибрина, уменьшать воспаление и способствовать заживлению. Будут установлены закономерности формирования структурно-фазового состояния композитных покрытий на основе TiO2-HAp при газотермическом напылении и микродуговом оксидировании. Будут изучены взаимосвязи между изменением структурных и фазовых характеристик оксинитридных покрытий и условиями осаждения. Будут проведены биологические исследования покрытий на цитотоксичность, биоактивность и антибактериальную активность in vitro. Будет изучено биотрибокоррозионное поведение биокомпозиционных покрытий, полученных методами газотермического и магнетронного напыления, а также микродугового оксидирования. Будут созданы опытные образцы дентальных имплантатов из ультрамелкозернистого сплава Ti-13Nb-13Zr и будет исследовано их усталостное поведение. Также будут созданы опытные образцы имплантатов из ультрамелкозернистого титанового сплава с кальций-фосфатным покрытием. Будет разработан план клинических испытаний разработанных имплантатов с биокомпозиционными покрытиями. Будет разработан бизнес-план по созданию отечественного предприятия по выпуску медицинских имплантатов. В рамках данной программы будет создан специальный участок по нанесению биоактивных и биосовместимых покрытий на импантаты на базе научного центра «Защитные и функциональные покрытия» ВКТУ им. Д.Серикбаева. Реализация Программы должна обеспечить выполнение стратегически важных государственных задач, направленных на развитие медицины, а именно имплантологии. Создание отечественных имплантатов нового поколения, имеющих конкурентные преимущества перед импортными, внесут вклад в развитие медицинских наук в Республике Казахстан и обеспечат импортозамещение.

Ожидаемый научный и социально-экономический эффект обусловлен получением новых фундаментальных знаний для создания отечественных имплантатов нового поколения на основе ультрамелкозернистого титанового сплава и кальций-фосфатного биопокрытия, обладающих высокой прочностью, коррозионной стойкостью, биосовместимостью и остеоинтеграцией. Внедрение результатов данной программы обеспечит конкурентоспособность отечественных имплантатов. Кроме того, результаты исследования способствуют пополнению базы данных по медицинским материалам и, тем самым, внесут вклад в отрасли имплантологии. Таким образом, программа имеет большую значимость в национальном и международном масштабе.

Социально-экономический эффект программы отражается в перспективах создания отечественных высококачественных биоимплантатов с уникальным комплексом служебных свойств значительно дешевле, чем импортных. Данная программа вносит социальный вклад через расширение знаний, разработку новаторских технологий и подготовку высококвалифицированных специалистов в области инженерии материалов и костной имплантологии. В рамках реализации программы планируется подготовка двух докторских диссертации (PhD) и четыре магистерских диссертации по направлению "Техническая физика".
Целевые потребители полученных результатов: предприятия по выпуску медицинских имплантатов, а также государственные органы и организации, научно-исследовательские организации и высшие учебные заведения.

Цель проекта

Создание отечественных имплантатов нового поколения с биокомпозиционными покрытиями, обладающих высокой прочностью, коррозионной стойкостью, биосовместимостью и остеоинтеграцией.

Ожидаемые и достигнутые результаты проекта:

Год

Полученные результаты по исследованиям.
Публикаций (со ссылками на них) и патентов; информация для потенциальных пользователей

2024 год

Будут исследованы влияния интенсивной пластической деформации титанового сплава Ti-13Nb-13Zr после комбинированной обработки ECAP/RS. Определены последовательности этапов ECAP и RS с промежуточной термической обработкой. Будет проведена оптимизация количества циклов ECAP/RS для достижения размера зерна менее 0,5 мкм. Будут проведены микроскопические исследования (оптическая и электронная микроскопия) для подтверждения ультрамелкозернистой структуры и однородности. Будут проведены механические испытания (прочность, усталость, упругость) для оценки улучшений свойств ультрамелкозернистым сплавом Ti-13Nb-13Zr со средним размером зерна менее 0,5 мкм.

Будут выбраны оптимальные режимы (температуры деформации, давления, количества оборотов) интенсивной пластической деформации ультрамелкозернистого сплава Ti-13Nb-13Zr со средним размером зерна менее 0,5 мкм. 

Будет выявлена роль предварительной обработки в повышении эксплуатационных характеристик биокомпозиционных покрытий. Будут получены биокомпозиционные покрытия HAp-TiO2 с помощью комбинированной методики МДО с последующим газотермическим напылением (детонационное напыление, HVOF и холодное напыление) кальций-фосфатных керамик на основе гидроксиапатита. Будут проведены комплексные исследования теоретических и практических аспектов получения биокомпозиционных покрытий на основе различных комбинаций неметаллических структур.

2025 год

Будут получены новые данные по влиянию режимов газотермического напыления: детонационное напыление (процент заполнения ствола, соотношение газовой смеси); HVOF (давление газа, скорость подачи порошков) и холодное напыление (растояние и температуру напыления) на фазовый и химический состав покрытий, микроструктуру и наличие размер пор, адгезионных и физико-механических свойств покрытия на основе TiO2-HAp.

Будут проведены комплексные экспериментальные исследования, направленные на изучение влияния параметров процесса осаждения, таких как мощность разряда и отрицательное напряжение смещения, на формирование фазы, структуру и состояние азота в пленках, выращенных методом реактивного магнетронного напыления.

Будет проведено исследование влияния микродугового оксидирования на постоянном и переменном токах с использованием различных составов электролита (путем изменения компонентов и их концентрации). Будет изучено влияние технологических параметров МДО (напряжение, плотность тока, скорость потока электролита, температура электролита) на структурно-фазовое состояние покрытий.

2026 год

Будут исследованы особенности формирования микроструктуры оксинитридных покрытий в зависимости от параметров магнетронного процесса. Будет установлена взаимосвязь между изменением структурных и фазовых характеристик покрытий и условиями осаждения. На основе полученных результатов будет разработана техническая рекомендация по созданию биосовместимых покрытий на основе оксинитридов титана для протезов кровеносных сосудов.

Будет определен оптимальный технологический режим получения градиентных покрытий из HAp-TiO2 с использованием нескольких ванн с различной концентрацией TiO2. Будет выявлена роль градиентного строения в улучшении прочности сцепления и когезионных свойств кальций-фосфатных МДО-покрытий.

Будут проведены биологические исследования покрытий на цитотоксичность, биоактивность и антибактериальную активность методом in vitro.

Будет изучено биотрибокоррозионное поведение биокомпозиционных покрытий, полученных методами газотермического и магнетронного напыления, а также микродугового оксидирования.

Будет разработан план клинических испытаний для оценки безопасности, эффективности и долгосрочной пригодности новых медицинских изделий перед их внедрением в широкую медицинскую практику.

Будут даны рекомендации по внедрению новых имплантатов в медицинскую практику.

Будет разработан бизнес-план по созданию отечественного предприятия по выпуску медицинских имплантатов. Будет определена экономическая эффективность разработанных имплантатов.

Инфографика