В России разрабатывают умные вкладыши для протезов и ортезов

МОСКВА, 19 июня. /ТАСС/. Новая технология создания вкладыша с адаптивной жесткостью в ортезы и протезы для нижних конечностей разрабатывается в Передовой инженерной школе Московского авиационного института (МАИ). Благодаря вкладышу можно будет дольше стоять, ходить и бегать, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

«Для изготовления нашего вкладыша используется метод топологической оптимизации, который позволяет обеспечить разный уровень жесткости в разных местах. Во время печати изготавливаемый объект находится в емкости со специальным гелем, который имеет плотность и вязкость, не позволяющую конструкции менять свое положение. При этом печать производится жидкими материалами, которые позже твердеют. У такой технологии много преимуществ: меньшая часть материала уходит в утиль, появляется возможность проектировать более сложные и органичные формы, а также увеличивается технологичность производства: сложные объекты могут быть напечатаны за один цикл», — заявил ведущий инженер центра «Авионика» МАИ Глеб Боярский, чьи слова приводятся в сообщении.

Процесс начинается со сканирования конечности при помощи камеры смартфона. Затем на основе множества снимков специальная программа строит трехмерную модель конечности. Используя эту модель и рентгеновские снимки, при помощи математического моделирования составляется карта жесткости тканей. На основе полученных данных проектируется геометрия вкладыша с требуемым полем жесткости, который печатают на 3D-принтере.

При этом для изготовления нетоксичного и биосовместимого изделия используется двухкомпонентный силикон с платиновым катализатором. На данный момент в рамках проекта разработан опытный образец, который подтвердил эффективность методики проектирования. Для дальнейшего улучшения качества изделия разработчики планируют использовать новый тип 3D-принтера — RLP. Эта технология 3D-печати позволяет создавать цельные конструкции без использования поддержек и с минимальной обработкой.

«Сейчас протезы и ортезы изготавливаются индивидуально, по слепкам, с многоступенчатой подгонкой. Для удобства в протез вкладывают мягкую прокладку — тонкий слой материала, похожего на поролон, толщиной до 1,5 мм. Но она не обеспечивает равномерного распределения нагрузки при передвижении», — рассказал участник проекта, студент института «Материаловедение и технологии материалов» МАИ Артем Смирнов.

Интерес к разработке уже проявил Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова. Также разработчики отмечают, что потенциально данная технология будет применима не только для изготовления вкладышей для протезов и ортезов, но и для ортопедических стелек, вкладышей в сидения автомобиля, поглощающих вибрацию материалов и других изделий, требующих подстраивания их формы и жесткости под конкретного человека или задачу.