Ученые Самарского национального исследовательского университета имени С. П. Королёва совместно с коллегами из Самарского государственного медицинского университета разработают для медучреждений установку, которая позволит значительно снизить стоимость краниопластики - пластических операций по исправлению дефектов черепа, возникающих в результате черепно-мозговых травм или после нейрохирургических операций. С помощью этой установки можно будет прямо в медучреждении оперативно создавать персонифицированные, то есть предназначенные для конкретного пациента, титановые имплантаты, изготавливая их более дешевым способом - методом инкрементального формообразования из листовых титановых заготовок. Данный проект стал победителем конкурса программы "УМНИК" и получил финансовую поддержку Фонда содействия инновациям.
- В настоящее время персонифицированные титановые имплантаты для замещения недостающих частей костной ткани, как правило, изготавливаются с помощью аддитивных технологий - на дорогостоящих 3D-принтерах и из недешевого титанового порошка, который стоит примерно в 7-8 раз дороже, чем аналогичный по весу титановый лист. Кроме того, для обслуживания оборудования 3D-печати требуются высококвалифицированные специалисты, что делает нерентабельным для лечебного учреждения приобретение, обслуживание и использование такого оборудования, поэтому имплантаты врачам приходится заказывать на специализированном предприятии. Разрабатываемая нами более дешевая и простая в управлении установка будет использовать технологию инкрементального формообразования и листовой титан, что позволит прямо в медучреждении изготавливать персонифицированные имплантаты с меньшей себестоимостью, делая их, таким образом, более доступными для пациентов. C программным обеспечением на этой установке после прохождения соответствующего обучения смогут работать даже сотрудники медучреждения, - рассказал руководитель проекта Илья Петров, инженер кафедры обработки металлов давлением Института авиационной и ракетно-космической техники Самарского университета им. Королёва.
В качестве сырья предполагается использовать листы отечественного титанового сплава марки ВТ6, широко применяемого в авиационно-космической промышленности России. Технология инкрементального формообразования заключается в поэтапном локальном деформировании отдельных частей листовой заготовки по заданной программе. Деталь изготавливается за счет перемещения инструмента по заданному контуру - по заготовке как будто бы передвигается слаженная команда миниатюрных роботов-кузнецов, которые пошагово и с абсолютной точностью деформируют заготовку согласно указаниям программы. Самарские ученые предлагают, чтобы обработка детали шла синхронно с обеих сторон, одновременно двумя "командами роботов". Главное - определить необходимый алгоритм обработки.
- Инновационность разрабатываемого комплекса заключается в том, что оба деформирующих инструмента, основной и вспомогательный, будут выполнены в виде миниатюрных трехосевых манипуляторов с тем же принципом управления, что и на современных 3D-принтерах. Вспомогательный инструмент обеспечит деформацию с обратной стороны заготовки, благодаря чему точность изготовления изделия будет сопоставима с точностью работы современных 3D-принтеров. Использование данной схемы позволит создать компактное устройство, которое можно будет установить на обычном письменном столе, - отметил Илья Петров.
По его словам, подобных медицинских устройств ни в России, ни в мире пока нет, и в перспективе ученые планируют запатентовать свою разработку. По предварительным расчетам, стоимость установки будет составлять примерно 3 млн рублей. Самый дешевый 3D-принтер, позволяющий изготавливать титановые персонифицированные имплантаты, стоит сейчас порядка 7,5 млн рублей.
