Разработка самарских ученых и инженеров ускорит и удешевит производство титановых эндопротезов на 3D-принтерах

08 августа 2024
Разработка самарских ученых и инженеров ускорит и удешевит производство титановых эндопротезов на 3D-принтерах

Ученые и инженеры Самарского университета им. Королёва разработают систему ускоренного проектирования и конструирования персонифицированных титановых эндопротезов, изготавливаемых с помощью 3D-печати и вживляемых в человеческий организм. Инновационная технология, по предварительным расчетам, примерно в 2,5 раза сократит время, необходимое для конструкторско-технологической подготовки 3D-печати того или иного индивидуального эндопротеза, предназначенного для конкретного пациента, а также позволит снизить вес создаваемых протезов и уменьшит себестоимость их изготовления. Проект, рассчитанный на год, реализуется в рамках Передовой инженерной аэрокосмической школы и получил финансовую поддержку Фонда содействия инновациям в виде гранта размером в 1 млн рублей.



"Наш проект должен решить актуальный для отечественной медицины вопрос о возможности разработки в сжатые сроки анатомически адаптированных эндопротезов, обладающих улучшенными функциональными свойствами. В настоящее время в России не существует единой комплексной системы проектирования и конструирования персонифицированных имплантатов, изготавливаемых с помощью аддитивных технологий, то есть на 3D-принтерах. Цель проекта – создать такую систему в виде цифровой интегрированной среды конструкторско-технологической подготовки производства. По нашим расчетам, она позволит сократить стандартные сроки подготовки производства в 2,5 раза, что составит порядка 15-20 дней. Соответственно, значительно сократится и общее время, затрачиваемое на создание эндопротеза", – рассказал руководитель проекта Максим Звягинцев, инженер-конструктор Инжинирингового центра Самарского университета им. Королёва.

Разрабатываемая самарскими учеными и инженерами технология позволит проектировать и готовить к печати имплантаты особой конструкции – с пористой внутренней структурой в виде мелких полых ячеек. По словам Максима Звягинцева, планируется, что ячейки будут иметь гексагональную, то есть шестиугольную, как у пчелиных сот, форму. Размеры ячеек составят примерно 5х5 мм.

Как известно, пчелиные соты, имеющие форму правильных шестиугольников, имеют достаточно высокую прочность при минимальной толщине стенок и на изготовление шестиугольных сот пчелы затрачивают наименьшее количество воска, в то время как соты любой другой геометрической формы потребовали бы большего расхода пчелиного строительного материала. Таким образом, эндопротез с гексагональными ячейками, обладая достаточной прочностью, окажется гораздо легче имплантата со сплошной внутренней структурой, да и дорогого расходного материала в виде титанового порошка на такой протез уйдет значительно меньше, а значит, снизится и себестоимость изготовления.

"Применение ячеистых структур приведет к экономии материала примерно в 2 раза, следовательно, снизится и себестоимость изделия – как показывают расчеты, на 45%. Кроме того, с нашей технологией будут использоваться отечественные, а не зарубежные порошковые материалы – это снизит себестоимость эндопротеза по сравнению с импортным аналогом еще на 30%", – отметил Максим Звягинцев.

Согласно медицинской статистике, чаще всего эндопротезирования требует тазобедренный сустав. По данным из открытых источников, ежегодно в России проводится более 80 тысяч операций по замене этого сустава, при этом потребность в таких операциях в нашей стране оценивается примерно в 200 тысяч в год.

Причиной для установки имплантата становятся, прежде всего, артрозы и травмы, в том числе переломы шейки бедра, наиболее опасные для людей пожилого возраста. Поэтому разрабатываемая технология будет прежде всего опробована для проектирования и конструирования именно тазобедренных эндопротезов. Хотя сама технология позволит создавать самые различные эндопротезы, в том числе и коленного сустава – второго по количеству проводимых операций эндопротезирования.

В рамках проекта предусмотрено проведение клинических испытаний изготавливаемых опытных образцов эндопротезов совместно с медучреждениями Самарской области. Технологию и конструкцию эндопротезов планируется запатентовать.

"Подавляющее большинство эндопротезов тазобедренного или коленного суставов, устанавливаемых в настоящее время в России, изготавливаются за границей. Отечественные производители эндопротезов пока не могут полностью взять на себя решение этой проблемы, хотя, конечно же, количество российских компаний-изготовителей продолжает увеличиваться с каждым годом. Наша разработка должна помочь снизить зависимость от поставщиков импортных имплантатов. Результатами проекта должны стать цифровая технологическая "инструкция" по созданию и изготовлению анатомически адаптированных эндопротезов ячеистой структуры, организация небольшого производства "на заказ" кастомизированных эндопротезов и оказание инжиниринговых услуг по конструкторско-технологической подготовке аддитивного производства имплантатов. Мы также планируем получить патенты на способ изготовления и на полезную модель конструкции эндопротеза", – подчеркнул Максим Звягинцев.

Московская техническая школа проведёт бесплатную конференцию об аддитивных технологиях
Читать новость

Календарь событий

25
мар 2024
12:02
XIII Международный форум «АТОМЭКСПО 2024» с ключевой темой «Чистая энергетика: создавая будущее вместе» пройдет 25-26 марта в «Сириусе»
01
мар 2024
15:01
Всемирный Фестиваль молодёжи – самое масштабное молодёжное событие в мире, которое пройдет по Указу Президента России Владимира Путина.
26
янв 2024
14:00
В рамках мероприятия будут представлены новейшие разработки в области бионики, которые помогут вам понять, как мы можем использовать природные механизмы для создания новых материалов и устройств. Вы также узнаете о том, как аддитивные технологии позволяют создавать сложные изделия из различных материалов, от металлов до пластиков.
10
июн 2024
10:00

Международная выставка вертолетной индустрии HeliRussia – это единственная выставка в России, где представлены мировые достижения всего спектра продукции и услуг вертолетной индустрии — от проектирования и производства до эксплуатации, а также беспилотных летательных аппаратов и аэромобильности.

23
мая 2024
11:00
В рамках выставки «МЕТАЛЛООБРАБОТКА 2024» . ЦЕЛЬ мероприятия – объединение представителей отраслевого сообщества в области аддитивных технологий на единой площадке с целью обсуждения вопросов связанных с развитием технологий и материалов. 3D-печать является незаменимым инструментом для производства высокоточных изделий «сложной геометрии». В России данная технология успешно применяется уже на десятках предприятий. Специалисты отмечают, что аддитивные технологии смогут помочь импортозамещению во многих отраслях промышленности в условиях санкций. Эксперты в области промышленной 3D-печати и специалисты из широкого спектра прикладных отраслей приведут примеры эффективных кейсов применения 3D-принтера.
22
мая 2024
11:00
Цель конференции – объединение представителей отраслевого сообщества в области аддитивных технологий, институтов развития и органов исполнительной власти на единой площадке с целью обсуждения действующих инструментов поддержки развития отрасли аддитивных технологий и выработки новых предложений.
21
мая 2024
10:00
Конференция «Цифровая индустрия промышленной России» – самое представительное деловое мероприятие, входящее в пятерку крупнейших мероприятий в области цифровой экономики в России.
13
авг 2024
10:00

За время своего существования форум стал одним из крупнейших мировых смотров продукции военного назначения, а также внес серьезный вклад в развитие военно-технического сотрудничества между странами. Ежегодно форум посещают представители оборонной отрасли разных государств мира, чтобы заключить выгодные сделки. Традиционно в рамках форума Ассоциация развития аддитивных технологий выступает организатором круглого стола, посвящённого вопросам развития отрасли.

10
июл 2024
12:30
Цель мероприятия – объединение представителей отраслевого сообщества в области аддитивных технологий, институтов развития и органов исполнительной власти на единой площадке, вовлечение ключевых потребителей аддитивных технологий в различных отраслях промышленности с целью обсуждения перспектив развития аддитивных технологий, технологической независимости, инновационных разработок и идей в области оборудования и технологий для аддитивного производства.
Нет мероприятий в данной категории
13
авг 2024
10:00

За время своего существования форум стал одним из крупнейших мировых смотров продукции военного назначения, а также внес серьезный вклад в развитие военно-технического сотрудничества между странами. Ежегодно форум посещают представители оборонной отрасли разных государств мира, чтобы заключить выгодные сделки. Традиционно в рамках форума Ассоциация развития аддитивных технологий выступает организатором круглого стола, посвящённого вопросам развития отрасли.

10
июл 2024
12:30
Цель мероприятия – объединение представителей отраслевого сообщества в области аддитивных технологий, институтов развития и органов исполнительной власти на единой площадке, вовлечение ключевых потребителей аддитивных технологий в различных отраслях промышленности с целью обсуждения перспектив развития аддитивных технологий, технологической независимости, инновационных разработок и идей в области оборудования и технологий для аддитивного производства.
10
июн 2024
10:00

Международная выставка вертолетной индустрии HeliRussia – это единственная выставка в России, где представлены мировые достижения всего спектра продукции и услуг вертолетной индустрии — от проектирования и производства до эксплуатации, а также беспилотных летательных аппаратов и аэромобильности.

23
мая 2024
11:00
В рамках выставки «МЕТАЛЛООБРАБОТКА 2024» . ЦЕЛЬ мероприятия – объединение представителей отраслевого сообщества в области аддитивных технологий на единой площадке с целью обсуждения вопросов связанных с развитием технологий и материалов. 3D-печать является незаменимым инструментом для производства высокоточных изделий «сложной геометрии». В России данная технология успешно применяется уже на десятках предприятий. Специалисты отмечают, что аддитивные технологии смогут помочь импортозамещению во многих отраслях промышленности в условиях санкций. Эксперты в области промышленной 3D-печати и специалисты из широкого спектра прикладных отраслей приведут примеры эффективных кейсов применения 3D-принтера.