Металлическая пружинка диаметром в несколько сотых миллиметра - казалось бы, что в ней особенного? Но стоит нагреть ее до температуры человеческого тела, и она на глазах меняет очертания. Таков эффект сплава с памятью формы. О перспективах его использования рассказал журналист Юрий Дризе на страницах газеты "Поиск".

Удивительный материал известен за рубежом и у нас в стране с 60-х годов прошлого века. Открыли его в результате глубоких исследований титановых сплавов, предназначавшихся для авиационной, химической и других отраслей промышленности. Превращения металла возникают в результате сложных структурных изменений. Чтобы убедить непосвященных в небывалых его возможностях, в одном из павильонов постоянно действовавшей тогда в Москве Выставки достижений народного хозяйства (ныне ВВЦ) когда-то демонстрировали такой эксперимент: нагревали прямую проволоку из сплава никеля и титана. Она начинала изгибаться, принимая форму букв, и глазам удивленной публики представало слово "мир".

С начала 1980-х годов перспективные устройства стали использовать в медицине: благодаря чудо-сплавам у хирургов появилась возможность избегать полостных операций. После тщательной стерилизации и предварительного охлаждения жидким азотом "металлоконструкции" вводят в организм человека. Они сжимаются, превращаясь в маленькие гвоздики (так их легче проводить по сосудам), и достигают нужного органа. По мере нагревания они "вспоминают" прежнюю заданную форму. Назначение таких "протезов" самое разное. Например, при раке пищевода пища практически не проходит в организм. И чтобы больной не ослабел до операции, пищевод расширяют с помощью трубочки диаметром в несколько сантиметров. Изделию из металла можно придать самые разные формы - все зависит от задач, поставленных медиками.

Среди разработчиков удивительного метода - сотрудники лаборатории физикохимии аморфных и нанокристаллических материалов Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН (Москва), возглавляемой доктором физико-математических наук Владимиром Заболотным. Чтобы получить металл, помнящий прежние очертания, ученые проводят физические и химические фундаментальные исследования в приложении к материаловедению, тщательно отрабатывают все этапы создания материала - от состава до выплавки и превращения в проволочку.

Очень продуктивным оказалось химическое соединение никеля и титана. Сплав приобретает целый букет важных качеств, а его реакция даже на незначительные колебания температуры открывает массу возможностей. Поэтому такой материал найдет применение везде, где пружины, сжимаясь и разжимаясь, приводят в действие самые разные устройства, например, в космической технике. Кроме того, его можно использовать и в роли датчиков для систем пожарной безопасности. В этом случае стоит температуре повыситься, датчик "опомнится" и замкнет контакт - прозвучит сигнал опасности или польется вода. Но самым перспективным направлением остается хирургия.

Иностранные коллеги знают о сплавах, предлагаемых специалистами Института металлургии и материаловедения, разработчиков приглашают на международные конференции. Однако как бы высоко ни котировались эти материалы, им пока не удается занять свою нишу на мировом рынке. И дело не только в сильной конкуренции. Чтобы получить право на применение в стране и за рубежом, сплавы должны пройти сертификацию. Министерство здравоохранения РФ определило для испытаний два крупнейших московских центра - кардиологический и онкологический. Сотрудники упомянутого института давно сотрудничают с ними. В год медики делают несколько десятков операций, а всего их проведено около 850. Причем лишь одна закончилась неудачно и то не по вине разработчиков. Результат говорит сам за себя. Отзывы хирургов только положительные, тем более что после операций восстановление проходит чрезвычайно быстро. Казалось бы, препятствий на пути

Суть эффекта памяти формы.

внедрения новых сплавов после таких оценок быть не должно. Но тут-то и начинаются сложности.

Комитет по медицинской этике должен дать разрешение на широкое применение материалов в клиниках страны и внести их в государственные стандарты, а решение этого вопроса затягивается. Есть причины чисто технические: хотя метод чрезвычайно эффективен, однако все-таки сложен в применении. Гарантийный срок службы устройств - пять лет, после чего их надо менять. Как это сделать безболезненно для больного? В лаборатории создали эффективную технологию извлечения и замены конструкций. Справились и с другой проблемой: как выяснилось, с годами никель в устройствах подвергается незначительной коррозии. Нужно было разработать покрытие, устраняющее эту опасность. Поиски шли несколько лет, но задачу ученые решили, применив тефлон. И пошли дальше: под покрытие поместили лекарственные препараты. Одним из них стал разжижающий кровь гепарин: при операциях он помогает избежать образования тромбов и гематом. В результате с техническими трудностями материаловеды справились, хотя это, увы, не приблизило их к получению сертификата.

А на Западе с этим проблем нет: перспективный метод востребован рынком - он и оказывает давление на органы сертификации. Ведь операции с применением конструкций из сплавов с памятью формы, напомним, заменяют полостные. Неудивительно, что спрос на них очень высок и стоят они дорого. То же самое происходит и в нашей стране. Жаль только, что больные сильно переплачивают: устройства Института металлургии и материаловедения стоят приблизительно 200 дол., а импортные аналоги в несколько раз дороже.

Более 10 лет сотрудники упомянутой лаборатории предлагают замечательные материалы и, конечно, надеются на расширение их применения. Им удалось повысить срок службы устройств, доведя его - ни много, ни мало - до 25 лет. Последняя их разработка - фильтры, препятствующие распространению тромбов. Новинка чрезвычайно важна и нужна. Но удастся ли уже в ближайшем будущем наладить ее выпуск?

Дризе Ю. Сердце на гвоздиках. - Газета "Поиск", 2012, N 51

Материал подготовил Сергей ПОПОВ