В КПИ планируют изготавливать импланты из титана с помощью метода 3D-печати
В Украине запросов на протезы сегодня примерно 50 тысяч единиц в год, тогда как закупается и производится около 5 тысяч протезов. Учитывая, что война продолжается, потребность в них точно не уменьшится. Поэтому вопрос обеспечения протезами стоит очень остро.
Чаще всего случаются травмы нижних конечностей – голеней, коленных суставов, костей. В результате боевых действий часто поражаются именно они. Жертвами становятся не только военные, но и гражданские. В КПИ им. И. Сикорского понимают это, поэтому занимаются разработкой отечественного коленного протеза.
Руководитель кружка по исследованию аппаратов фиксации и биомеханики КПИ им. И. Сикорского Ольга Мусиенко рассказала KP.UA о ходе разработки коленного протеза.
Планируем, что будем изготавливать импланты из титана с помощью метода 3D-печати
- Мы занимаемся разработкой протеза коленного сустава, а именно – вставляемого эндопротеза, когда разрушена не вся кость, а только ее часть. Также, кроме имплантов, мы исследуем разные аппараты фиксации и их модернизируем, – рассказывает Ольга Мусиенко. – Мы планируем, что будем изготавливать импланты из титана с помощью метода 3D-печати. Хотелось бы, чтобы имплант служил минимум 10 лет. Конечно, чем дольше, тем лучше. Максимальная нагрузка, которую он выдерживает, – 140 килограммов. И в идеале, чтобы вес этого импланта был соответствующим весу удаляемой кости. Важно взаимодействие кости и импланта. Поэтому здесь изучают, как это будет работать. Если исследуют только протез, то он выдержит большую нагрузку. Но во взаимодействии с костью, например, имплант большего веса показывает худшие характеристики. Поэтому обязательно следует учитывать характеристики взаимодействия кости и импланта или протеза.
Кстати, разработчики сотрудничают с Институтом травматологии и ортопедии. Все медицинские разработки в КПИ им. И. Сикорского проходят при непосредственном участии или консультировании врачей.
Прототип импланта коленной чашечки. Скриншот https://www.youtube.com/watch?v=2UHIFK-tnvo
Конечная цель – разработать методику создания коленных протезов
Важны и технологические решения. Импланты собственного производства разработчики хотят производить с помощью технологии 3D-печати.
- Сейчас эта технология очень актуальна, и она помогает в сложных случаях, когда не стандартные переломы, к которым привыкли врачи, а сложные. Такие переломы или разрушение кости лет 10 назад не лечились вообще. Это приводило к ампутации конечности. Технология 3D-печати позволяет создать индивидуальный имплант под размеры кости. Это позволяет сделать имплант персонально для человека, – отмечает наша собеседница.
Изготовление протезов с помощью 3D-печати является довольно редким типом производства. Таким в мире занимается всего две компании. И если у наших разработчиков все сложится хорошо, их продукт может стать третьим в этой нише.
Конечная цель специалистов КПИ им. И. Сикорского - разработать методику создания коленных протезов, дать несколько вариантов, в зависимости от особенностей строения человеческой кости, и чтобы эти импланты могли изготавливаться в Украине.
– Мы надеемся, что это можно будет сделать. Но для этого нужно большее количество 3Д-принтеров, печатающих титаном. И четкая технология и методология изготовления, – подчеркивает Ольга Мусиенко. - Если глобально – это взаимодействие медицины и инженерии. Нужно исследовать материалы, которые будут актуальны, биосовместимы и которые можно будет использовать для имплантов. Следующий шаг – нужно выбрать технологию, по которой они будут производиться. После этого наступает этап проектирования – это работа инженеров, проектирование имплантов в зависимости от полученных данных. Их нужно рассчитать и проверить, соответствуют ли они заданным характеристикам. Если отвечают, то следующий этап – уже изготовление.
О стоимости таких протезов разработчики пока сказать не могут, потому что это больше зависит от компании, которая будет заниматься их продажей. А появиться они могут уже через 3 года.
Очень важно правильно соединить кость человека и инородное тело импланта. Скриншот https://www.youtube.com/watch?v=2UHIFK-tnvo
Взаимодействие инженеров и медицины
Изготовление имплантов – во многом процесс индивидуален. Поскольку каждое тело уникально. Чтобы поднять качество лечения, участие инженеров необходимо.
– По собственному опыту скажу, что еще 5 лет назад врачи не воспринимали инженеров, говорили, что уже все сделано, зачем нужны инженеры и что они будут делать во время подготовки к операции. Но взаимодействие медицины и инженерии улучшает подготовку к операциям. И теперь, чтобы не экспериментировать на пациенте, врач может провести операцию на пластиковой кости, максимально похожей на натуральную. Или провести операцию онлайн, с помощью модели человека и модели импланта, – говорит Ольга Мусиенко.
