Сотрудники Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали метод изготовления персонального протеза при помощи 3D-печати, и улучшили свойства изделия, используя углеродные волокна, сообщает ТАСС.
Метод изготовления на основе 3D-печати и углеродных волокон делает возможным производить долговечные экзопротезы высокого качества. Их особенность сотоит в том, что они создаются с учетом индивидуальной конфигурации оставшейся части конечности.
Ученые объясняют, что протез — это внешняя конструкция, повторяющая контур конечности. Для того, чтобы соединить экзопротез с нужной частью тела используется специальная гильза. Во время проектирования изготовитель должен учитывать конфигурацию оставшейся части конечности и возможность комфортного взаимодействия мягких тканей с протезом.
Пермские ученые разработали 16 математических моделей протеза для детального изучения контакта тканей тела с гильзой конструкции. Исследователи сравнивали несколько полимеров с различным положением углеродистых волокон, чтобы определить характеристики будущего изделия с оптимальными свойствами. Исследования показали, что при низкой упругости полимерного материала армирование углеродными волокнами влияет на распределение напряжения в гильзе протеза. Для лучшей прочности углеродистые волокна должны быть равномерно распределены.
Михаил Ташкинов, доцент кафедры «Динамика и прочность машин» ПНИПУ, сказал, что «полученные результаты позволят проектировать конструкции экзопротезов, сочетающие персонализированную геометрию, достигнутую благодаря возможностям 3D-печати, и улучшенные механические свойства благодаря использованию непрерывных волокон». Применение современных протезов крайне важно для реабилитации и социализации пациентов, лишившихся конечностей.
Проектирование и моделирование гильзы протеза были проведены в рамках исследований по международной программе мегагрантов. В университете открыта научно-исследовательская лаборатория «Механика биосовместимых материалов и устройств», на которую выделено 90 млн рублей федеральной поддержки до 2023 года. Исследование позиционирования углеродных волокон было поддержано Российским научным фондом. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Multiscale and Multidisciplinary Modeling, Experiments and Design.
«ФармМедПром» писал, что до ноября 2023 года профильные ведомства должны представить предложения, способные повлиять на активное развитие в России производства сырья, материалов и комплектующих для изготовления протезно-ортопедических изделий.
