В России создали эндопротезы, имитирующие структуру кости
В Санкт-Петербурге 4 августа представили эндопротезы суставов с решетчатой структурой, созданные учеными Политехнического университета. Имплантаты имитируют кость, а в их пустоты врастает собственная ткань пациента. Об этом сообщает ТАСС.
Вместо сплошного металла инженеры ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг» разработали тонкостенную, но сверхпрочную объемную решетку. Как рассказали в пресс-службе вуза, управляя геометрией ячейки, можно программировать жесткость материала и создавать условия для роста новой ткани. Ведущий инженер Михаил Жмайло пояснил, что будущие свойства имплантата закладываются уже на этапе цифрового проектирования.
Традиционные металлические протезы слишком жесткие, со временем они расшатываются и заставляют кость атрофироваться, отбирая у нее нагрузку. В новой разработке используются мета-биоматериалы — сложные структуры, пронизывающие весь объем протеза и напоминающие пчелиные соты. Жесткость настраивается под конкретного пациента, чтобы ходьба давала физиологичное распределение нагрузки.
Компьютерное моделирование показало, что за три месяца биологический материал полностью заполняет искусственный каркас. Цифровые копии испытаны на суперкомпьютере в семи сценариях — от спокойной ходьбы до резкого подъема по лестнице и вставания со стула. Ни в одном из них напряжения не достигли критических значений. Для бедренной кости лучше всего подошли решетки Diamond, для таза — поверхностная структура Gyroid.
Научный руководитель проекта Алексей Боровков подчеркнул, что главный результат — не одна конструкция, а методология и база знаний для проектирования имплантатов с предсказуемым поведением. В перспективе появятся изделия разных локаций, настроенные под анатомию и образ жизни пациента. В ближайшие два года при поддержке Российского научного фонда ученые планируют адаптировать технологию для полимерных имплантатов позвоночника.
