В СамГМУ ведут работы по созданию бионических эндопротезов кисти
10.08.2020
В СамГМУ ведут работы по созданию бионических эндопротезов кисти
При выполнении захвата человек, в зависимости от цели движения, образует из кисти новый механизм. Кроме того, кисть имеет малый размер суставов, сложную биомеханику и дефицит мягких тканей. Копировать живые системы сегодня позволяют цифровые технологии. Это самый современный тренд, ведь природа за миллионы лет эволюции сама спроектировала оптимальную конструкцию кисти человека. По оценке экспертов, значительная часть обследованных пациентов (56%) нуждаются в применении бионического подхода к эндопротезированию. Потеря конечности представляет огромную социальную проблему. Миллионы человек ежегодно становятся инвалидами, и это огромная нагрузка на мировую экономику.
Команда медиков, программистов и инженеров-конструкторов разработала систему автоматизированного проектирования бионических 3D-моделей поврежденных суставов кисти, оптимальную форму и крепежные элементы сухожилий с учетом наиболее распространенных стереотипов движения, создала эндопротезы и провела серию прочностных тестов. Также были проведены доклинические испытания образцов эндопротезов, полученных с помощью цифрового прототипирования, на клетках и животных моделях.
«Возможность тестирования на клетках новых лекарственных средств является барьером на пути неоправданных экспериментов на животных и человеке. Экспериментальная база позволила нам создать собственный алгоритм доклинических испытаний новых средств медицинского назначения, лекарств и физиотерапевтических факторов — говорит руководитель Банка тканей СамГМУ, профессор Лариса Волова. — Предложенный нами системный подход к тестированию на клетках позволяет не только определять цитотоксичность изучаемого объекта, но и выявлять его малотоксический эффект, трудно улавливаемый другими методами, а также, с помощью комплекса современных методов лабораторного анализа, оценивать вне организма непосредственное влияние изучаемых факторов на функцию и структуру определенной популяции клеток и экстраполировать эти результаты на целостный организм».
Исследовательские работы ведутся как в области технических, так и медицинских наук. На основании КТ и МРТ создаётся 3D-модель эндопротеза с анатомически правильным расположением точек крепления, чтобы подшить к ним связки. На основании 3D-модели создаётся эндопротез в лаборатории аддитивных технологий Самарского университета.
Развитие проекта стимулирует развитие не только межотраслевого, но и международного партнерства. «Совместно со специалистами Национальной инженерной школы Сент-Этьенна Университета Лиона (Франция) мы планируем создать испытательный стенд, чтобы провести испытания созданных эндопротезов при критических нагрузках и быть полностью уверенными, что выпускаемый продукт имеет высокую надёжность» — отмечает директор НОЦ «Аддитивные технологии в медицине» СамГМУ, к.м.н. Андрей Николаенко.
Разработка и совершенствование бионического подхода к эндопротезированию суставов кисти с помощью цифровых технологий позволит решить актуальную проблему современной травматологии и ортопедии, создать имплантаты, в максимальной степени приближенные к естественному суставу. В проектировании гибридных имплантатов сочетаются сплошные части и решетчатые структуры. Это обеспечивает оптимальное распределение механических свойств внутри имплантата, механическую поддержку в областях максимального механического напряжения, а также включение пористых структур в областях меньшего напряжения и обязательного прорастания человеческой ткани.
Применение цифровых технологий в бионическом эндопротезировании суставов кисти позволит замещать дефекты коротких трубчатых костей, восстанавливать анатомические контуры утраченного сегмента, пространственную ориентацию сухожилий мышц и площадь их соприкосновения с эндопротезом, контуры суставных поверхностей, а значит, и геометрию кисти. Это очень важно, ведь даже погрешность в позиционировании крепления сухожилия до 0,5 мм преобразуется в угловое смещение шарнира сустава до 6°.
Справка
Бионика — прикладная дисциплина, изучающая возможности применения принципов организации и функционирования живой материи при создании технических систем и устройств.
В отделении пять лечебных кабинетов, кабинет КТ-диагностики и собственная цифровая лаборатория с 3D-принтерами, оснащенные современным оборудованием. В центре применяются микроскопы Altion 6000 для ювелирной точности, внутриротовые сканеры Medit 700, диодные лазеры для лечения десен, удаления мягких тканей и других процедур, что минимизирует дискомфорт для пациента и способствует быстрому восстановлению.
«Пациент может контролировать все этапы лечения благодаря визуализации на мониторе компьютера прямо над своим креслом и обсуждать с лечащим врачом промежуточные результаты и выбор наиболее приемлемого варианта дальнейшей терапии», — комментирует директор института стоматологии СамГМУ, д.м.н., доцент Николай Попов.
Зуботехническая лаборатория ЦЦС оснащена передовым цифровым оборудованием — 3D-принтерами и высокоточными фрезерными станками с ЧПУ, что позволяет изготавливать индивидуальные ортопедические конструкции с ювелирной точностью. Благодаря цифровым технологиям сроки производства сокращаются в 2–3 раза по сравнению с традиционными методами.
Весь процесс имплантации строится на комплексном цифровом подходе: начиная с детальной 3D-диагностики, создания виртуальной модели будущей конструкции и изготовления индивидуальных хирургических шаблонов. Это обеспечивает идеальное позиционирование имплантатов, естественную эстетику реставраций и значительно увеличивает срок их службы. Каждый этап — от первичной диагностики до финальной установки конструкции — выполняется с использованием современного цифрового оборудования, что позволяет добиваться максимальной точности, предсказуемости результатов и комфорта для пациента. Современные технологии дают возможность создавать ортопедические конструкции, которые не только полностью восстанавливают функциональность зубного ряда, но и выглядят абсолютно естественно.
В центре применяются современные ультразвуковые аппараты для профессиональной гигиены полости рта, позволяющие эффективно удалять зубной камень и отложения, сохраняя здоровье десен. Процедуры профессионального отбеливания зубов проводятся с использованием безопасных и эффективных технологий, что помогает пациентам добиться яркой и здоровой улыбки.
В центре предоставлены особые условия для сотрудников СамГМУ: 15% скидка на все услуги, за исключением протезирования и имплантации, а также 30% на диагностические снимки.
«Нас отличает комплексность — все самое передовое и инновационное в стоматологии нам удалось собрать в одном месте. За относительно небольшой срок мы накопили серьезный опыт лечения и имплантации даже в самых сложных случаях — и делаем это максимально быстро при этом качественно, чтобы пациенты чувствовали себя комфортно на период проведения лечения. Комфорт пациентов для нас — вообще ключевой приоритет: от первой консультации до результата мы делаем все, чтобы лечение проходило легко и без стресса, — комментирует заведующий отделением цифровой стоматологии Клиник СамГМУ Владимир Кошелев. — При этом мы уделяем особое внимание профессионализму наших специалистов — каждый сотрудник обладает высокой квалификацией и постоянно совершенствует свои навыки. Сейчас у нас комфортная загрузка, поэтому пациенты могут попасть на прием быстро, без долгих ожиданий. А для сотрудников СамГМУ действуют дополнительные преимущества — специальные условия и скидки. Мы открыты для всех, кто ценит качество, технологии и индивидуальный подход. Приходите — будем рады помочь вам обрести здоровую и красивую улыбку!».
Центр цифровой стоматологии находится по адресу: г. Самара, ул. Циолковского, 5. Запись на прием по телефону: +7 (846) 374-91-06.
С помощью сервиса можно узнать расписание приема специалистов Клиник, записаться на консультацию и диагностическое исследование по платным услугам, получить информацию о враче и ознакомиться с отзывами о нем, оплатить медицинские услуги онлайн и получить QR-код для прохода в Клиники и перемещения между корпусами в день приема.
В Личном кабинете хранится информация о прошедших и предстоящих посещениях. При необходимости с помощью сервиса пациент может самостоятельно перенести или отменить запланированный прием. Кроме того, в приложении можно посмотреть результаты пройденных в Клиниках диагностических и лабораторных исследований, протоколы консультаций специалистов в электронном виде. В приложении также доступна информация о лабораторных услугах и о том, как правильно подготовиться к сдаче анализов.
Весь функционал сервиса доступен как в мобильном приложении, так и в ПК-версии. Для удобства пользователей Личный кабинет пациента Клиник СамГМУ будет обновляться и наполняться новыми функциональными возможностями.
«Образование росло в области верхней трети голени из головки малоберцовой кости в сторону большеберцовой кости к ее задней поверхности, — рассказал заведующий детским травматолого-ортопедическим отделением Клиник СамГМУАндрей Шмельков. — Опасность была в том, что в области головки малоберцовой кости находится общий малоберцовый нерв, который очень важен — он отвечает за двигательную активность. При его повреждении полностью выключаются мышцы по передней поверхности голени, у человека виснет стопа и он не может потянуть ее на себя, начинает хромать. Поэтому нужно было работать очень аккуратно, чтобы не задеть нерв. Второй сложный момент был в том, что под костным образованием проходит подколенная артерия. Мы выполнили КТ с ангиографией и увидели практически полное сдавление подколенной артерии, в любой момент могло произойти тотальное сдавление, что нарушило бы кровообращение и возникла бы угроза для конечности».
Перед врачами стояла сложная задача — с одной стороны аккуратно удалить большое костное образование, отведя в сторону нерв, чтобы не повредить его. С другой стороны, выделить это образование так, чтобы не повредить подколенную артерию, которая срослась с образованием.
«Мы рассматривали разные варианты развития событий, в том числе пластику сосуда в случае его повреждения, — говорит Андрей Шмельков. — Для выполнения такой операции требовалась мультидисциплинарная бригада. Поэтому мы пригласили детского кардиохирурга, сосудистого хирурга Самарского областного клинического кардиологического диспансера Николая Свечкова. Мы выполнили доступ в правильном положении, мобилизовали мягкие ткани, отодвинули нерв, выделили основание образования и отделили его от малоберцовой кости. Капсула костного образования спаялась с подколенной артерией, и Николай Свечков аккуратно выделил артерию, не повреждая ее, благодаря чему нам не пришлось делать пластику».
Сейчас пациент проходит реабилитацию. Врачи надеются, что уже осенью он сможет вернуться к тренировкам.
Для улучшения работы сайта и его взаимодействия с пользователями мы используем файлы cookie. Продолжая работу с сайтом, Вы разрешаете использование cookie-файлов. Вы всегда можете отключить файлы cookie в настройках Вашего браузера.
The technical storage or access is strictly necessary for the legitimate purpose of enabling the use of a specific service explicitly requested by the subscriber or user, or for the sole purpose of carrying out the transmission of a communication over an electronic communications network.
Preferences
The technical storage or access is necessary for the legitimate purpose of storing preferences that are not requested by the subscriber or user.
Statistics
The technical storage or access that is used exclusively for statistical purposes.The technical storage or access that is used exclusively for anonymous statistical purposes. Without a subpoena, voluntary compliance on the part of your Internet Service Provider, or additional records from a third party, information stored or retrieved for this purpose alone cannot usually be used to identify you.
Marketing
The technical storage or access is required to create user profiles to send advertising, or to track the user on a website or across several websites for similar marketing purposes.