Молодые инженеры Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА разрабатывают технологию 3D-печати индивидуальных биоразлагаемых имплантов с контролируемым сроком службы. Сегодня российские хирурги либо используют несъёмные металлические конструкции, которые требуют повторной операции для удаления, либо зависят от дорогих и труднодоступных зарубежных аналогов. Новая разработка позволит создавать персонализированные импланты под конкретного пациента, которые будут постепенно растворяться, уступая место собственной костной ткани, — особенно это важно в детской травматологии, где кости постоянно растут.
Когда человек ломает кость, хирургам часто приходится ставить фиксаторы — пластины, штифты, винты. Обычно их делают из титана или других металлов. Они надёжны, но есть минус: после того как кость срастётся, нужно проводить вторую операцию, чтобы эти конструкции удалить. Особенно тяжело приходится детям: их кости растут, и металлический имплант, поставленный «на вырост», может начать мешать, деформировать или даже врастать в ткани.
Команда предлагает иной подход. Они создают технологию 3D-печати имплантов из биоразлагаемых материалов, которые постепенно растворяются в организме, передавая нагрузку на восстанавливающуюся костную ткань. Скорость растворения можно задавать заранее — под конкретный тип перелома, возраст пациента и особенности регенерации. Имплант выполняет свою функцию, а потом бесследно исчезает, не требуя повторной операции.
Проект объединяет цифровое моделирование, аддитивные технологии и биоматериаловедение. Инженеры разрабатывают цифровые модели имплантов, подбирают и тестируют отечественные биоразлагаемые полимеры, настраивают параметры печати так, чтобы добиться нужной скорости рассасывания. После изготовления опытной партии образцы передадут для медицинских испытаний.
«Металлические импланты — это прошлый век, если говорить о комфорте пациента. Зачем делать две операции, когда можно одну? Наши импланты работают как временные строительные леса: они поддерживают кость, пока та срастается, а потом аккуратно уходят, не оставляя следа. Мы можем напечатать пластину точно под форму перелома конкретного человека, с учётом всех изгибов. Это персонализированная медицина нового уровня», — рассказывает Михаил Караваев, студент Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА, автор проекта.
«Особенно остро эта проблема стоит в детской травматологии. У детей кости активно растут, и жёсткая фиксация металлом может привести к деформациям. Наш материал растворяется синхронно с ростом, не мешая естественному развитию. Кроме того, мы ориентируемся на отечественное сырьё и оборудование, чтобы технология была доступна и независима от импорта. В перспективе такие импланты можно использовать не только в травматологии, но и для доставки лекарств, и как каркасы для регенерации тканей», — комментирует Александр Краско, доцент кафедры цифровых и аддитивных технологий РТУ МИРЭА, научный руководитель проекта.
Сейчас команда ведёт подбор материалов и отработку режимов печати. В планах — создание пилотной партии образцов и налаживание партнёрств с медицинскими учреждениями для проведения испытаний. Проект получил грант акселерационной программы РТУ МИРЭА, что позволит разработчикам завершить исследования и подготовить базу для сертификации и клинических испытаний.
Информация и фото предоставлены пресс-службой РТУ МИРЭА
Фото: Михаил Караваев, студент РТУ МИРЭА, автор проекта
