19.09.2022
Ученые Донского государственного технического университета по запросу
врачей-травматологов Ростовской областной клинической больницы создали
прототип тазобедренного сустава человека. В разработке моделей приняли
участие студенты ДГТУ.
Работа по созданию моделей и прототипа осуществлялась сотрудниками и
студентами кафедр «Инженерная и компьютерная графика» и «Материаловедение и
технология металлов» ДГТУ с февраля нынешнего года.
– Сейчас в России используется до 80% иностранных имплантов 6-8 разных
размеров. Практически все протезы, которые устанавливались в Ростове-на-Дону,
были иностранного производства. Сейчас поставки прекращены. В связи с этим
возникла проблема импортозамещения. Так как форма любой кости человека
индивидуальна – кость имеет уникальную кривизну, использование стандартных
эндопротезных изделий приводит к нарушению кинематики работы сустава и вызывает
разрушение костной ткани. Кроме того, большая часть операций проводилась по
квотам Минздрава РФ, из-за чего больные могут долгое время находиться в очереди, –
рассказал врач-ортопед Ростовской областной клинической больницы Станислав
Басов.
По словам ученых ДГТУ, в состав набора для замены сустава входит сам
тазобедренный сустав, керамический шарнир, обеспечивающий его вращение, пила –
инструмент, с помощью которого врач обрабатывает сустав так, чтобы он подошел по
параметрам пациенту, а также крепежные элементы. В России все компоненты набора
изготавливаются в разных частях страны, и собрать такой набор отечественного
производства достаточно сложно.
– Мы привлекаем к разработке кадровый резерв специалистов – наших
студентов. Они делают чертежи, разрабатывают 3d-модели, оптимизируют форму и
проводят компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния
протезов. На сегодня создано 15 моделей тазобедренных суставов, в зависимости от
возраста и физиологических особенностей потенциальных пациентов, –
прокомментировал заведующий кафедрой «Инженерная и компьютерная графика»,
и.о. заведующего кафедрой «Материаловедение и технология металлов» ДГТУ Максим
Егоров.
Сегодня ученые сосредоточены на исследовании материаловедческих аспектов
проектирования компонентов эндопротезов из титановых сплавов. После этого,
опираясь на полученные результаты, научно-исследовательская группа приступит к
оптимизации производства ножек эндопротезов тазобедренного сустава.
В проведении исследований участвует созданный несколько лет назад в ДГТУ
студенческий научный кружок «Молодой инженер», в котором занимаются студенты
факультетов «Технология машиностроения», «Агропромышленный», «Безопасность
жизнедеятельности и инженерная экология».
На сегодняшний день определены основные этапы проведения научно-
исследовательских работ:
— провести исследования напряженно-деформированного состояния ножки
эндопротеза при статических испытаниях;
— провести эксперименты по определению коэффициентов трения и напряжения
сдвига пары «костный цемент – поверхность ножки» с различной шероховатостью;
— провести компьютерное моделирование механического поведения
системы «бедренная кость – костный цемент – ножка эндопротеза» при
функциональных нагрузках.
По результатам проведенных исследований в ДГТУ на базе корпуса «Наука»
планируется организовать производственный участок ножек эндопротезов с
увеличенным запасом прочности и оптимальными технологическими параметрами.
Результаты проводимых исследований могут быть использованы медицинскими
организациями Ростовской области, оказывающими высокотехнологичную
медицинскую помощь по травматологии, ортопедии, хирургии.
Кроме того, исследователи планируют начать печатать ножки эндопротезов с
применением аддитивных технологий. Эта технология уже применяется в РФ, но
процесс изготовления требует больше времени, чем классические методы производства
изделий из титановых сплавов.
Информационная служба ДГТУ
Нет комментариев