Новые биоподобные материалы помогут лечить позвоночник
Ученые из НИТУ МИСИС получили патент на новую технологию производства природоподобных материалов-ауксетиков, которые можно использовать в качестве заменителей живых костных и хрящевых тканей в человеческом организме.
Ауксетики в своей структуре содержат элементы вогнутой формы, за счет которых демонстрируют необычные свойства. В частности, они способны поглощать удары и сопротивляться разрушению, выдерживая длительные циклические нагрузки.
В организме человека природные ауксетики — это кровеносные сосуды и трубчатые кости. Используя современные компьютерные и аддитивные технологии, ученые получили возможность «программировать» свойства ауксетиков под поставленные задачи.
«Подход позволяет конструировать новые материалы из геометрически правильных ячеек. Например, регулируя остроту угла между ребрами ячеек, мы может получать требуемые характеристики», — рассказал соавтор разработки, инженер Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Владислав Львов.
Свои разработки ученые применили для создания методом 3D-печати позвоночных кейджей. Это искусственные имплантаты, которые используют для полной или частичной замены позвоночных дисков.
«При операции поврежденный участок диска удаляется и на его место ставится кейдж. Это, по сути, минидомкрат, задача которого поддерживать высоту позвоночника. Чаще всего кейджи делают из металлов или полимеров», — объяснил Владислав Львов.
Он добавил, что механические свойства кейджа и кости должны соответствовать. Если имплантат будет чересчур твердым, то он раскрошит позвонок, а если рыхлым, то разрушится сам. Ауксетики позволяют решить эту проблему, так как по своей структуре они имитируют естественную костную ткань организма.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
Составной хрящ: новые биоподобные материалы помогут лечить позвоночник
