Индивидуальный 3D-печатный динамический имплантат грудины

Аннотация:

Спроектирован индивидуальный 3D-печатный биомеханический динамический имплантат грудины на базе анализа биомеханики грудной клетки и компьютерной томограммы. На основании конечно-элементных расчетов гибких элементов имплантата разработана оптимальная конструкция для изготовления из сплава Ti-6A1-4V по технологии SLM. Изготовлен опытный образец гибкой части имплантата для проведения поверочных механических испытаний на разработанном стенде. Испытания показали, что разработанная ЗD-печатная конструкция имплантата удовлетворяет биомеханике дыхания и способна выдерживать длительные циклические нагрузки. Разработка имплантатов грудины является актуальной исследовательской темой в медицине и инженерии, направленной на улучшение качества жизни пациентов с повреждениями ребер или же после хирургических вмешательств. Ребра играют ключевую роль в защите внутренних органов, а их повреждение или потеря могут привести к серьезным ограничениям в функционировании дыхательной системы и общем здоровье человека. Необходимость разработки динамических имплантатов грудины связана с тем, что существующие решения представляют собой жесткие конструкции, которые не могут восстановить естественную биомеханику и дыхание грудью. Также жесткие имплантаты грудины имеют проблемы с надежностью крепления к подвижным ребрам, что ведет к необходимости дополнительных операционных вмешательств один раз в 10...15 лет. Существующие гибкие имплантаты, как правило, не способны в полной мере обеспечить защитную и косметическую функции и имеют низкую конгруэнтность к анатомии пациента. Реберный хрящ представляет собой сложную структуру, состоящую из центрального срединного вещества гиалинового хряща, окруженного волокнистым слоем, надхрящницей и другими компонентами. Каждая из этих структур обладает своими локальными свойствами материала, которые могут существенно влиять на общую жесткость грудной клетки. Модуль Юнга Е и коэффициент Пуансона v для реберного хряща имеют следующие значения: Е=35,8 МПа (среднее значение для третьего хряща) и v=0,40. Целью настоящего исследования является разработка индивидуального динамического имплантата грудины, который обеспечивает полное восстановление биомеханики дыхания и изготавливается посредством аддитивных технологий. Такой имплантат будет обладать повышенной надежностью и повысит качество жизни пациентов.

Авторы:

Издание: Медицинская техника
Год издания: 2024
Объем: 3с.
Дополнительная информация: 2024.-N 3.-С.43-45. Библ. 10 назв.
Просмотров: 1