КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 18-73-00052

НазваниеХимические газофазные процессы формирования платиносодержащих покрытий на деталях медицинских изделий

Руководитель Доровских Светлана Игоревна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В.Николаева Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов

Ключевые слова платина, летучие металлорганические прекурсоры, химическое осаждение из газовой фазы, платиносодержащие покрытия, электрофизиологические диагностические элетроды

Код ГРНТИ31.17.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на решение комплексной фундаментальной физико-химической проблемы нанесения платиносодержащих покрытий с необходимыми характеристиками методом газофазного химического осаждения (MOCVD, Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) на детали медицинских изделий, в частности, на контактные части электрофизиологических диагностических электродов. Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются одними из самых распространенных в России и среди социально значимых заболеваний занимают первое место. По итогам 2016 года зарегистрировано более 23 миллионов человек, страдающих от ССЗ, в первую очередь – от ишемической болезни сердца. Расширение возможностей в области их диагностики и лечения является приоритетной задачей здравоохранения. Для борьбы с ССЗ традиционно используются хирургические методы, в основном, имплантации кардиостимуляторов, дефибрилляторов и стентов. Ключевой диагностической процедурой при подготовке пациентов к операциям на проводящих путях является электрофизиологическое исследование (ЭФИ), которое включает измерение электрических потенциалов в различных областях сердца, интервалов и скорости проведения импульсов, локализацию патологических участков и путей проведения сердечных импульсов. Однако, диагностические электроды для ЭФИ в России не производятся. Стоимость импортных аналогов находится в районе 1000 долларов США и более за каждый электрод. Разработка эффективного способа создания отечественных медицинских изделий, в частности, электрофизиологических диагностических электродов является приоритетным направлением развития здравоохранения и согласуется с задачами постановления Правительства РФ № 785 от 04 августа 2015 г. Современные изделия для ЭФИ состоят из многополюсных (от 2 до 20 контактов) электродов, в которых контактные части выполнены, главным образом, из платины либо сплавов платины и иридия. Сплавы на основе благородных металлов, сочетающие в себе такие функциональные свойства, как биологическая совместимость, коррозионная стойкость, необходимые электрохимические, теплофизические и механические характеристики являются практически безальтернативными материалами для деталей медицинских устройств. Использование вместо объемного материала тонкопленочного платинового покрытия с развитой (фрактальной) структурой ведет к уменьшению топологических размеров электрофизиологических диагностических электродов, расширению их функциональных характеристик, что в результате повышает эффективность и снижает стоимость изделий. В проекте впервые с использованием метода MOCVD предложен комплексный физико-химический подход к решению проблемы нанесения платиносодержащих покрытий с развитой структурой на контактные части электрофизиологических диагностических электродов. Полученные материалы контактов будут обладать следующими характеристиками: удельная емкость 8-20 мкФ/мм2, импеданс 50-800 Ом (в физиологических растворах), повышенная активная площадь поверхности, высокая коррозионная стойкость к биологическим средам, высокая механическая прочность, адгезия покрытия к подложке. С привлечением междисциплинарных фундаментальных исследований будет реализован научный подход от синтеза прекурсоров до исследования функциональных характеристик покрытий и изготовления макетных образцов (покрытия, нанесенные на контактные части электрофизиологических диагностических электродов): 1. Разработка и модификация методов синтеза летучих соединений платины позволит расширить круг MOCVD прекурсоров платины, минимизировать расход благородного металла в процессе осаждения, таким образом, снизить стоимость потенциального изделия, что открывает перспективы к созданию новых видов медицинской продукции. 2. Всестороннее исследование термических свойств прекурсоров платины (информация о термическом поведении прекурсоров при сублимации и испарении; данные о температурных интервалах разложения паров прекурсоров платины на нагретой поверхности в присутствии реакционных добавок) позволит осуществить целенаправленный выбор прекурсоров и подобрать режимы осаждения покрытий. 3. Использование комбинации методов термический MOCVD и VUV-MOCVD (с УФ- стимуляцией газовой фазы) и целенаправленный выбор прекурсоров платины позволят получать покрытия заданного состава, структуры, морфологии в широком интервале экспериментальных параметров, что существенно расширяет круг потенциальных материалов – элементов медицинских изделий и открывает перспективы к созданию новых видов медицинской продукции. 4. Модификация поверхностей контактных частей электрофизиологических диагностических электродов за счет нанесения платиносодержащих покрытий методом MOCVD приведет к уменьшению размеров существующих приборов, а также улучшению функциональных характеристик. Ведущая Российская компания ООО «ЭЛЕСТИМ-КАРДИО», заинтересованная в собственном производстве электрофизиологических диагностических электродов, выразила готовность к сотрудничеству в рамках данного проекта в области предоставления подложек - контактных частей электрофизиологических диагностических электродов с целью изготовления макетных образцов и проведения испытаний имеющимися у компании методами.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Публикации

1. Шушанян А.Д., Николаева Н.С., Викулова Е.С., Зеленина Л.Н., Трубин С.В., Сысыоев С.В, Доровских С.И., Морозова Н.Б. Thermochemical study of new volatile palladium(II) and copper(II) β-ketohydrazonates for CVD application Springer Nature (год публикации - 2019)
10.1007/s10973-018-7895-2

2. Доровских C.И., Викулова Е.С., Кальный Д.Б., Шубин Ю.В., Асанов И.П., Максимовский Е.А., Гутаковский А.К., Морозова Н.Б., Басова Т.В. Bimetallic Pt, Ir-containing coatings formed by MOCVD for medical applications Springer Nature Switzerland AG, Т. 30., №. 6., С. 69 (1-12) (год публикации - 2019)
10.1007/s10856-019-6275-1

3. Доровских С.И., Кальный Д.Б., Максимовский Е.А., Морозова Н.Б. MOCVD of Pt coatings with high surface areas on the contacts of electrophysiological diagnostic electrodes Materials Today: Proceedings, Elsevier Ltd., T. 19, C. 924–930 (год публикации - 2019)
10.1016/j.matpr.2019.08.003

4. Доровских С.И., Крисюк В.В., Мирзаева И.В., Комаров В.Ю, Трубн С.В., Тургамбаева А.Е., Морозова Н.Б. The volatile trimethylplatinum(IV) complexes: Effect of β-diketonate substituents on thermal properties Elsevier Ltd., Т. 182., С. 114475 (год публикации - 2020)
10.1016/j.poly.2020.114475


 

Публикации

1. Шушанян А.Д., Николаева Н.С., Викулова Е.С., Зеленина Л.Н., Трубин С.В., Сысыоев С.В, Доровских С.И., Морозова Н.Б. Thermochemical study of new volatile palladium(II) and copper(II) β-ketohydrazonates for CVD application Springer Nature (год публикации - 2019)
10.1007/s10973-018-7895-2

2. Доровских C.И., Викулова Е.С., Кальный Д.Б., Шубин Ю.В., Асанов И.П., Максимовский Е.А., Гутаковский А.К., Морозова Н.Б., Басова Т.В. Bimetallic Pt, Ir-containing coatings formed by MOCVD for medical applications Springer Nature Switzerland AG, Т. 30., №. 6., С. 69 (1-12) (год публикации - 2019)
10.1007/s10856-019-6275-1

3. Доровских С.И., Кальный Д.Б., Максимовский Е.А., Морозова Н.Б. MOCVD of Pt coatings with high surface areas on the contacts of electrophysiological diagnostic electrodes Materials Today: Proceedings, Elsevier Ltd., T. 19, C. 924–930 (год публикации - 2019)
10.1016/j.matpr.2019.08.003

4. Доровских С.И., Крисюк В.В., Мирзаева И.В., Комаров В.Ю, Трубн С.В., Тургамбаева А.Е., Морозова Н.Б. The volatile trimethylplatinum(IV) complexes: Effect of β-diketonate substituents on thermal properties Elsevier Ltd., Т. 182., С. 114475 (год публикации - 2020)
10.1016/j.poly.2020.114475