В КПІ планують виготовляти імпланти з титану за допомогою методу 3D-друку

В Україні запитів на протези сьогодні приблизно 50 тисяч одиниць на рік, тоді як закупається і виготовляється близько 5 тисяч протезів. Враховуючи те, що війна триває, потреба в них точно не зменшиться. Тому питання забезпечення протезами стоїть дуже гостро.

Найчастіше трапляються травми нижніх кінцівок – гомілок, колінних суглобів, кісток. Внаслідок бойових дій часто вражаються саме вони. Жертвами стають не тільки військові, але й цивільні. В КПІ ім. І.Сікорського розуміють це, тому займаються розробкою вітчизняного колінного протеза.

Керівник гуртка з дослідження апаратів фіксації та біомеханіки КПІ ім. І. Сікорського Ольга Мусієнко розповіла KP.UA про хід розробки колінного протеза.

Плануємо, що будемо виготовляти імпланти з титану за допомогою методу 3D-друку

- Ми займаємось розробкою протеза колінного суглоба, а саме – ендопротеза, який вставляється, коли зруйнована не вся кістка, а лише її частина. Також, крім імплантів, ми досліджуємо різні апарати фіксації і їх модернізуємо, - розповідає Ольга Мусієнко. - Ми плануємо, що будемо виготовляти імпланти з титану за допомогою методу 3D-друку. Хотілося б щоб імплант слугував мінімум 10 років. Звичайно, чим довше, тим краще. Максимальне навантаження, яке він витримує, – 140 кілограмів. І в ідеалі, щоб вага цього імпланта була відповідною до ваги кістки, яку видаляють. Важлива взаємодія кістки і імпланта. Тому тут вивчають поведінку того, як це буде працювати. Якщо досліджують лише протез, то він витримає велике навантаження. Але у взаємодії з кісткою, наприклад, імплант більшої ваги показує гірші характеристики. Тому обов’язково потрібно враховувати характеристики взаємодії кістки та імпланта або протеза.

До речі, розробники співпрацюють з Інститутом травматології та ортопедії. Всі медичні розробки у КПІ ім. І.Сікорського відбуваються за безпосередньої участі або консультування лікарів.

Кінцева мета - розробити методику створення колінних протезів

Важливими є і технологічні рішення. Імпланти власного виробництва розробники хочуть виготовляти за допомогою технології 3D-друку.

 - Зараз ця технологія є дуже актуальною, і вона допомагає в складних випадках, коли не стандартні переломи, до яких звикли лікарі, а складні. Такі переломи або руйнація кістки років 10 тому не лікувались взагалі. Це призводило до ампутації кінцівки. Технологія 3D-друку дозволяє створити індивідуальний імплант під розміри кістки. Це дозволяє зробити імплант персонально для людини, - зазначає наша співрозмовниця.

Виготовлення протезів за допомогою 3D-друку є доволі рідкісним типом виробництва. Таким у світі займається лише дві компанії. І якщо у наших розробників все складеться добре, їхній продукт може стати третім у світі у цій ніші.

Кінцева мета спеціалістів з КПІ ім. І.Сікорського - розробити методику створення колінних протезів, дати декілька варіантів, в залежності від особливостей будови людської кістки, і, щоб ці імпланти могли виготовлятись в Україні.

- Ми сподіваємось, що це можна буде зробити. Але для цього потрібна більша кількість 3Д-принтерів, які друкують титаном. І чітка технологія і методологія виготовлення, - підкреслює Ольга Мусієнко. - Якщо глобально - це взаємодія медицини та інженерії. Потрібно дослідити матеріали, які будуть актуальні, біосумісні, і які можна буде використовувати для імплантів. Наступне – потрібно вибрати технологію, за якою вони будуть виготовлятись. Після цього наступає етап проєктування – це робота інженерів, проєктування імплантів в залежності від отриманих даних. Їх потрібно розрахувати і перевірити, чи відповідають вони заданим характеристикам. Якщо відповідають, то наступний етап – вже виготовлення.

Про вартість таких протезів розробники поки що сказати не можуть, бо це залежить більше від компанії, яка займатиметься їх продажем. А з’явитись вони можуть вже за 3 роки.

Взаємодія інженерів і медицини

Виготовлення імплантів – багато в чому процес індивідуальний. Оскільки кожне тіло унікальне. Щоб підняти якість лікування, участь інженерів необхідна.

- З власного досвіду скажу, що ще 5 років тому лікарі не сприймали інженерів, говорили, що вже все зроблено, навіщо потрібні інженери і що вони робитимуть під час підготовки до операції. Але взаємодія медицини і інженерії покращує підготовку до операцій. І тепер, щоб не експериментувати на пацієнті, лікар може провести операцію на пластиковій кістці, яка максимально схожа на натуральну. Або провести операцію в онлайн, за допомогою моделі людини і моделі імпланта, - каже Ольга Мусієнко.