?

Log in

No account? Create an account

Пока не ушёл

Выкладываю ТТХ.

Рассказывая про ZTA, невозможно не коснуться свойств составных частей этой микскерамики, поэтому сначала придётся рассмотреть оксиды алюминия и циркония. Попутно вынужден буду приводить данные из практики эндопротезирования, которые помогут лучше понять логику необходимости разработки микса, отвечающего жёстким требованиям, предъявляемым к прочности и трибологии (механике скольжения). Первым на сцену приглашается корундовый гость.

Первая керамическая головка эндопротеза была установлена в 1971 году. Как и два последующих поколения керамических протезов, она была изготовлена из оксида алюминия. Обычное спекание в печи, шлифовка и полировка поверхности - вот и весь процесс производства.
Имплантаты второго поколения подвергались горячему прессованию, минимирующему поры в объёме керамики, тем самым повышая её прочность. Третье поколение изготавливается из очень тонкого и чистого исходного сырья, и до сих пор представлено на рынке, хирурги и сегодня доверяют ему временами больше, чем ZTA, почему – об этом ниже.
Высокотвёрдый оксид алюминия превосходно полируется, устойчив к царапанию, более щадяще изнашивает чашу из полиэтилена по сравнению с, например, металлическими головками и сам не высвобождает токсичные продукты трения в окружающие ткани.
Его беда в его несгибаемости: любая ошибка хирурга, насаживающего головку на конус приводит к локальным нагрузкам, и, в отличие от пластичных металлических головок, не испытывающих никаких проблем по этому поводу, алюмокерамические имплантаты могут треснуть, развалиться: третье поколение показывает выживаемость в 98,9% в течение 14-16 лет.
А хочется более долгих сроков.

Теоретически этому желанию должен был отвечать оксид циркония, допированный оксидом иттрия. Он обладает намного более высокой вязкостью по сравнению с алюмокерамикой.
Оксид циркония полиморфен. При нормальной температуре он представлен своей рыхлой, никому не нужной стабильной моноклинной фазой, начиная примерно с тысячи по Цельсию и до полутора тысяч градусов наблюдается прочная метастабильная тетрагональная решётка, после – кубическая, так ценимая любителями фальшивых алмазов и изготовителями детекторов кислорода. Самая плотная упаковка – метастабильная тетрагональная, она на 3 об.-% компактнее моноклинной, дилатометр показывает отчётливый прыжок на кривой остывания.
Тетрагональную фазу можно зафиксировать присадками в виде оксидов кальция, магния, но лучше всего подходит именно оксид иттрия, буквально встраивающийся в решётку оксида циркония, и остающийся именно в этой фазе, в отличие от кажущейся стабилизации атомами кальция и магния. Дополнительно оксид циркония предотвращает рост микрокристаллов оксида циркония.
Y-PSZ – частично стабилизированный оксид циркония, 3mol% Y2O3 stabilized ZrO2. Это такая компромиссная формула. Чем выше концентрация оксида иттрия, тем сильнее стабилизируется ненужная прочности стабильная мёртвая кубическая решётка, тем крупнее монокристаллы – а это дополнительное снижение прочности. Полтора процента оксида иттрия идеально предотвращают рост микрозёрен, но существует опасность недофиксации, поэтому – 3%.
Суть частичной стабилизации в постоянной готовности тетрагональной упаковки рвануть в сторону моноклинной, неслабо увеличиваясь в размере. Спечённый кусок Y-PSZ находится под внутренним давлением, он накачан энергией, его 80% объёма готовы моментально увеличиться при малейшем шансе. Шанс предоставляют трещины от ударов, стремящиеся проникнуть внутрь куска. Свободная поверхность, возникающая во фронте трещины, моментально заполняется керамическим материалом – трещина изчезает как класс. Фантастика: замозалечивающиеся детали, которым не страшны ударные нагрузки.


На картинке алюмокерамический диск, диаметр – 15 мм, толщина – 1,2 мм. Это испытательный образец для так называемой двухосевой прочностной нагрузки. Если его нагрузить по следующей схеме:


где в вершинах равнобедренного треугольника находятся точечные упоры, а диаметр центрального нагрузочного цилиндра равен 1,4 мм (строго говоря, тут важны три знака после запятой), то диск выдержит мой вес. Стандарт для третьего поколения эндопротезокерамики 70-80 кг.
Лучший результат при испытании циркониевой керамики, который я видел, зашкалил за 200 килограмм.

Всё бы с Y-PSZ хорошо, до вот беда: жаден до воды оксид иттрия. Его гидротермальная неустойчивость сыграла ему плохую службу в многолетних испытаниях in vivo. Вымываясь в окружающие ткани, сам по себе оксид иттрия не оказывает очень уж большого вреда, но беднеющий им слой оксида циркония неизбежно деградирует в рыхлую моноклинную форму. В процессе эксплуатации испытывающая постоянное трение эндоголовка легко истачивается до следующего иттрийсодержащего слоя, и всё повторяется вновь, до критического момента раскола имплантата. В 2002 втором году скользящая пара из стабилизированного оксида циркония была запрещена к употреблению.

Потребовались два года для убеждения всех высоких инстанций в том, что микс из оксида алюминия и Y-PSZ имеет право встраиваться в тазобедренный сустав.
Хотя чего там сложного, вроде бы? Матрица из оксида алюминия обладает прекрасными свойствами: не изнашивается, не загрязняет окружающие ткани продуктами дебриса. Встроенные 25 массовых процентов Y-PSZ задирают прочность имплантата пусть и не до пиковых значений чистого Y-PSZ, но почти в два раза. Прочностная проба выдерживает 150 кг в двухосевом тесте. Алюмооксидная матрица не даёт вымываться подлежащим слоям окида иттрия.
ZTA – оксид алюминия, усиленный оксидом циркония. Четвёртое поколение керамических протезов, выживаемость на целый порядок выше изделий третьего поколения.

Преимуществами и недостатками применения керамических имплантатов в артропластике суставов займёмся в следующий раз.

Что успеть, зачем

Такой решил всё бросить, надоело на капиталиста вкалывать, такой задумываюсь: а что ты делал все эти десять лет на фирме для следующего твоего прыжка, что у тебя в загашнике?

В апреле исполнились десять лет с того момента, когда я нагло врал на собесебовании, продавал себя возможно выгоднейшим способом.
Теперь - стена, расти некуда, есть опция увеличивать объёмы производства. Совсем неинтересно. Интересно разрабатывать продукт, но не оптимизировать способы получения выгоды за счёт продукта твоим начальником. Выход ясен: тикать.

Подбил дочь на занятия со мной английским языком: она у нас - окно в мир этого языка.
Хотел начать корить себя за упущенные годы: ты, падла, мог бы уже давно шпрехать на инглиш, если б захотел,

Потом смотрю вокруг: ссука, геометрию придумали две тысячи лет назад, а мы до сих пор не на Марсе! Ебануться, какой человек ленивый, столько лет в трубу. Какие там десять лет, потерянных одним червяком-мной, когда миллиарды человеко-лет не приводят к чему-нибудь, способному взбудоражить, подняться выше духом, поверить в Христа - впору осатанеть.

Когда я там забросил ЖЖ? В октябре?
Мы переехали, жена сменила место работы, ей теперь пять минут пешком до дома, мои дороги тоже сократились. Собаке - раздолье: вода в шаговой доступности. Бросили старую школу танца, уже зарегились в новой, в конце августа начнём.