Молодой учёный из Тольяттинского государственного университета (ТГУ) удостоен стипендии Президента РФ в 2022-2024 годах. Евгений Мерсон стал одним из победителей конкурса в направлении «Медицинские технологии, прежде всего диагностическое оборудование, а также лекарственные препараты».

Итоги конкурса подвели Минобрнауки России и Совет по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных и по государственной поддержке ведущих научных школ РФ. Всего в 2021 году на конкурс была подана 2931 заявка. Отбор прошли 445 молодых учёных и аспирантов в возрасте до 35 лет, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики.  Сумма стипендии составляет 22800 рублей в месяц.

Старший научный сотрудник научно-исследовательского института прогрессивных технологий (НИИПТ) ТГУ Евгений Мерсон заявил на конкурс проект «Повышение коррозионно-механических свойств медицинских магниевых сплавов системы Mg-Zn-Ca путем оптимизации их микроструктуры и химического состава». Он направлен на решение одной из актуальных научных проблем современного физического материаловедения – разработку медицинских магниевых сплавов для биорезорбируемых, то есть, способных растворяться в организме имплантатов, обладающих улучшенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН).

Выполнив свою функцию, изделия из таких сплавов (например, штифты при переломах костей или стенты в коронарных сосудах), полностью выводятся из организма, таким образом, повторная операция по удалению поддерживающих элементов уже не требуется.

– Магний – один из немногих металлов, обладающих полной биосовместимостью с организмом человека. Он не только не накапливается в органах и не наносит вреда при растворении, но и способствует заживлению. Кроме того, по своим свойствам он гораздо ближе к человеческой кости, чем, например, титан и нержавеющая сталь, что обеспечивает более высокую механосовместимость имплантата с плотными костными структурами организма. Главным же недостатком медицинских магниевых сплавов является их низкая стойкость к воздействию агрессивной среды человеческого организма. Это проявляется в слишком высокой скорости их растворения (низкой коррозионной стойкости), повышенной склонности к коррозионному растрескиванию под напряжением и коррозионной усталости. Когда речь идёт о растворимых имплантатах, остро встаёт вопрос об их надёжности и целостности в процессе заживления. Слишком быстрое растворение металла неизбежно должно приводить к критическому уменьшению сечения изделия и, как следствие, к потере его конструкционной прочности и преждевременному разрушению до окончания процесса заживления, что недопустимо, ­– поясняет Евгений Мерсон.

Поэтому молодой учёный из ТГУ сейчас занимается разработкой научно-обоснованных принципов формирования микроструктуры биорезорбируемых сплавов системы Mg-Zn-Ca, а также других магниевых сплавов медицинского и технического назначения, которые обладали бы повышенной стойкостью к КРН и коррозии. В рамках проекта запланирована серия уникальных экспериментов, которая по замыслу автора, позволит значительно продвинуться на пути создания и практического применения надёжных биорезорбируемых конструкций медицинского назначения. 

Результаты исследований Евгения Мерсона могут быть применимы для всего класса деформируемых магниевых сплавов, в том числе технического назначения, острая потребность в которых существует, например, в автомобильной и авиакосмической промышленности.

– Замена алюминиевых сплавов на магниевые позволяет обеспечить до 30% снижения веса изделия, что влечёт за собой существенное сокращение потребления топлива транспортным средством. Таким образом, может быть достигнуто заметное повышение энергоэффективности, экологичности и экономичности транспорта. Однако и в этой области применение сплавов на основе магния всё ещё сильно лимитировано, в том числе, из-за их низкой коррозионной стойкости и высокой восприимчивости к КРН и коррозионной усталости. Поэтому закономерности влияния микроструктуры и химического состава медицинских магниевых сплавов, которые будут установлены в ходе выполнения проекта, в будущем вполне могут быть учтены и использованы при разработке магниевых сплавов другого назначения, равно как и при создании единой научно-обоснованной теории КРН магниевых сплавов и других металлических материалов, – подчеркнул учёный.