Команда студентов НИТУ «МИСиС» занимается разработкой самоармированного полимерного композита для эндопротезирования. Благодаря возросшему пределу прочности и износостойкости материала, вкладыши из него могут продлить срок службы эндопротезов по меньшей мере в 1,5 раза. Разработка поддержана благотворительным фондом «Искусство, наука и спорт» в рамках студенческого научного конкурса «ТурНИР».
Эндопротезирование тазобедренного и коленного суставов — довольно сложная операция, показанная как при сложных несрастающихся переломах, так и при хронических заболеваниях кости: артрите, артрозе, дисплазии сустава. На сегодняшний день для изготовления вкладышей эндопротезов применяются керамика и полимеры, однако они не лишены недостатков: керамика довольна хрупкая, а полимерные вкладыши стираются через
Коллектив студентов, работающих в Центре композиционных материалов НИТУ «МИСиС» под руководством научного сотрудника центра, к.т.н. Дилюса Чукова разрабатывает материал, который может продлить срок службы эндопротезов тазовых суставов минимум в 1,5 раза. Материал планируется использовать в качестве вкладыша между ножкой эндопротеза, закрепленной в бедре, и частью, закрепленной в тазовой кости. Именно такой вкладыш принимает на себя все трение, обеспечивая подвижность соединения компонентов протеза.
Полное название материала — самоармированный композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). СВМПЭ уже широко применяют в протезировании, однако низкая износостойкость вынуждает искать способы дополнительного укрепления материала. Отличительная особенность разработки студентов НИТУ «МИСиС» — отсутствие каких-либо других компонентов, кроме самого СВМПЭ — армирование происходит иными по структуре волокнами того же самого материала.
«Мы берем волокна СВМПЭ, обрабатываем их методом горячего прессования, а затем охлаждаем. В процессе формируется структура, совмещающая в себе волокна и изотропную фазу материала, „обволакивающую“ их. Согласно проведенным испытаниям, композит получается более жестким и более прочным. Прочность таких композитов может достигать 170 МПа против 25 МПа у неармированного полимера», — комментирует один из авторов разработки, выпускник магистратуры НИТУ «МИСиС» Дмитрий Жеребцов.
Пока что команда изготовила образцы композита только с продольными волокнами СВМПЭ. В дальнейших планах — создать новую пресс-форму и сделать образцы, совмещающие продольные и поперечные волокна. Молодые ученые считают, что это позволит оптимизировать материал и, следовательно, еще сильнее продлить его потенциальный срок службы.
