В России представили программу для 3D-печати тазобедренных протезов

Инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета создали программное обеспечение для 3D-принтеров, позволяющее производить головки тазобедренных протезов с использованием комбинации кобальт-хром-молибденового сплава и нержавеющей стали. Данная технология обеспечивает получение изделий с различными механическими характеристиками: твёрдой износостойкой внешней поверхностью и пластичной внутренней структурой. Процесс печати занимает приблизительно пять часов.

Наружная зона головки эндопротеза подвергается постоянному механическому воздействию со стороны чашечки, поэтому она должна обладать высокой твёрдостью. Однако при увеличении твёрдости материала возрастает риск его хрупкости. Внутренняя часть, напротив, должна быть пластичной для обеспечения адаптации к нагрузкам. Разработчик программного обеспечения, Арсений Репнин, отметил, что сталь обладает большей пластичностью, в то время как кобальт-хром-молибденовый сплав характеризуется высокой твёрдостью. Регулируя соотношение этих материалов, можно оптимизировать свойства протеза под индивидуальные особенности пациента, включая его массу тела и образ жизни.

Программное обеспечение осуществляет мониторинг параметров процесса сплавления в реальном времени, включая контроль мощности лазерного излучения, скорости сканирования и других ключевых факторов. Это позволяет обеспечить формирование монолитной структуры без микротрещин на границе раздела металлов. Печать осуществляется на отечественном оборудовании, которое также используется в производстве деталей для авиационной и робототехнической промышленности.

Данная технология требует проведения клинических испытаний для подтверждения её эффективности и безопасности. Разработчики отмечают, что их подход позволяет создавать материалы с уникальными характеристиками, адаптированными под конкретные изделия, вместо выбора из ограниченного ассортимента стандартных решений. Это может найти применение не только в ортопедии, но и в таких областях, как авиастроение и энергетика. Эксперты характеризуют данную технологию как инновационную и перспективную.

Однако существуют вопросы, связанные с экономической целесообразностью применения данной технологии и необходимостью улучшения долговечности головки сустава по сравнению с другими компонентами протеза. При этом потребность в эндопротезах в России составляет около 320 тысяч единиц в год, сообщают "Известия".