В свете постоянного роста детей, использующих протезы, ученые по всему миру сталкиваются с проблемой необходимости регулярной замены протезов каждые 6-18 месяцев из-за их неприспособленности к изменениям конечностей. Однако, благодаря уникальной разработке ученых Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета (ПНИПУ), это может измениться, сообщается на портале Polymers.
Группа ученых из лаборатории "Механика биосовместимых материалов и устройств" ПНИПУ под руководством кандидата физико-математических наук, Михаила Ташкинова, представила новую конструкцию гильз для протезов, способную адаптироваться к изменениям размеров конечностей со временем.
Разработка основана на использовании ауксетиков - материалов с уникальными свойствами, которые изменяют свой размер в ответ на механическое воздействие. В отличие от традиционных материалов, ауксетики уменьшаются при сжатии и увеличиваются при растяжении, благодаря особому дизайну их структуры.
Эти материалы были успешно применены при разработке новых типов стентов, используемых для расширения и поддержания открытости артерий. Теперь ученые ПНИПУ применили их для создания инновационных гильз протезов, позволяющих детям использовать свои протезы в течение более длительного времени без необходимости частой замены.
Исследование описывает использование ауксетической решетки, состоящей из специально спроектированных элементарных ячеек, напоминающих измененные пчелиные соты. Эту структуру можно воспроизвести с помощью современных аддитивных технологий, таких как 3D-печать.
Ученые ПНИПУ создали трехмерные модели материала и напечатали прототипы гильз на 3D-принтере, которые затем были подвергнуты нагрузкам на растяжение для оценки их механических характеристик. Результаты показали, что материал соответствует требуемым параметрам и способен адаптироваться к изменениям размеров конечностей.
На следующем этапе ученые провели исследования по внедрению наполнителя в структуру гильзы протеза, чтобы контролировать ее отклик на внешние воздействия. Это позволило ученым определить, какие свойства наполнителя могут влиять на адаптационные характеристики материала.
Этот прорыв в области протезирования открывает новые перспективы для современной медицины, позволяя создавать более долговечные и комфортные протезы для детей. Исследование ученых ПНИПУ представляет собой новый этап развития технологий протезирования и имплантации, что может значительно улучшить качество жизни детей, нуждающихся в таких устройствах.
