Инженеры научились печатать прочные экзопротезы, укреплённые углеродным волокном

Учёные Пермского Политеха разработали способ создания прочных и лёгких экзопротезов с помощью 3D-печати и укрепления углеродным волокном. Новый метод позволяет значительно повысить долговечность и надёжность изделий, обеспечивая их комфорт и индивидуальную адаптацию под анатомию пациента, сообщили в пресс-службе вуза.

Современные технологии открывают большие возможности для персонализированной ортопедии, позволяя оптимизировать параметры протезов под анатомические особенности каждого человека. Основные проблемы 3D-печатных экзопротезов, в частности для транстибиальных ампутаций (ниже колена), заключаются в неравномерной нагрузке на конструкцию, приводящей к её разрушению.

Экзопротез — это устройство, замещающее утраченную конечность и частично восстанавливающее её функции. В отличие от имплантатов, которые вживляются внутрь организма, оно используется наружно и крепится к культе (остатку части тела после удаления).

Экзопротез при транстибиальной ампутации (на уровне ниже колена) состоит из трёх основных компонентов: гильзы, опоры и стопы. Гильза представляет собой чашеобразную конструкцию, которая надевается на конечность и передаёт механическую нагрузку от тела на протез. Её можно спроектировать и напечатать на 3D-принтере на основе данных комплексного сканирования конечности человека. Это единственная деталь, подстраивающаяся под форму культи, остальные — опора и стопа — могут быть выполнены на основе стандартных изделий.

Однако остаётся проблема повышения прочности гильзы, так как на неё воздействует нагрузка всего тела человека, что приводит к образованию и распространению трещин на её поверхности. Улучшить механические характеристики возможно за счёт добавления в структуру упрочняющих элементов, таких как стекловолокно,