Российские ученые разработали «умные» протезы, усиленные углеродным волокном

Ученые из Пермского Политеха совершили прорыв в области протезирования, разработав инновационную технологию проектирования прочных и надежных протезов. Ключевым элементом разработки является метод «интеллектуального армирования» культеприемной гильзы, которая соединяет протез с телом человека.

Используя 3D-печать, гильзу изготавливают по индивидуальным параметрам, однако неравномерное распределение давления может привести к повреждениям. Пермские ученые предложили решение: локальное встраивание углепластиковых нитей в самые нагруженные зоны гильзы на основе компьютерного моделирования.

Наш подход позволяет гибко настраивать ключевые параметры усиления: количество углеродных нитей, шаг между ними и глубину залегания. Это обеспечивает оптимальное перераспределение нагрузки, когда углеродные волокна берут на себя основное механическое напряжение, предотвращая разрушение полимерного материала гильзы, — рассказал Михаил Ташкинов, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.

Расчеты показывают, что такая конфигурация снижает опасную нагрузку на пластик более чем на 40%, значительно повышая устойчивость протеза к разрушению.