федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»

Свежие новости

События

Разработка ученых Самарского университета им. Королёва удешевит пластические операции на черепе

Разработка ученых Самарского университета им. Королёва удешевит пластические операции на черепе

Самарский университет

Подобных устройств ни в России, ни в мире пока нет

Видео фонд содействия инновациям Гранты УМНИК партнеру сотруднику студенту разработки Исследования Наука институт авиационной и ракетно-космической техники кафедра обработки металлов давлением Петрова Илья
15.09.2022 2022-09-15

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени С.П. Королёва совместно с коллегами из Самарского государственного медицинского университета разработают для медучреждений установку, которая позволит значительно снизить стоимость краниопластики - пластических операций по исправлению дефектов черепа, возникающих в результате черепно-мозговых травм или после нейрохирургических операций. С помощью этой установки можно будет прямо в медучреждении оперативно создавать персонифицированные, то есть, предназначенные для конкретного пациента, титановые имплантаты, изготавливая их более дешевым способом - методом инкрементального формообразования из листовых титановых заготовок. Данный проект стал победителем конкурса программы "УМНИК" и получил финансовую поддержку Фонда содействия инновациям.

"В настоящее время персонифицированные титановые имплантаты для замещения недостающих частей костной ткани, как правило, изготавливаются с помощью аддитивных технологий - на дорогостоящих 3D-принтерах и из недешевого титанового порошка, который стоит примерно в 7-8 раз дороже, чем аналогичный по весу титановый лист. Кроме того, для обслуживания оборудования 3D-печати требуются высококвалифицированные специалисты, что делает нерентабельным для лечебного учреждения приобретение, обслуживание и использование такого оборудования - поэтому имплантаты врачам приходится заказывать на специализированном предприятии. Разрабатываемая нами более дешевая и простая в управлении установка будет использовать технологию инкрементального формообразования и листовой титан, что позволит прямо в медучреждении изготавливать персонифицированные имплантаты с меньшей себестоимостью, делая их, таким образом, более доступными для пациентов. C программным обеспечением на этой установке после прохождения соответствующего обучения смогут работать даже сотрудники медучреждения", - рассказал руководитель проекта Илья Петров, инженер кафедры обработки металлов давлением Института авиационной и ракетно-космической техники Самарского университета им. Королёва.

В качестве сырья предполагается использовать листы отечественного титанового сплава марки ВТ6, широко применяемого в авиационно-космической промышленности России. Технология инкрементального формообразования заключается в поэтапном локальном деформировании отдельных частей листовой заготовки по заданной программе. Деталь изготавливается за счет перемещения инструмента по заданному контуру - по заготовке как будто бы передвигается слаженная команда миниатюрных роботов-кузнецов, которые пошагово и с абсолютной точностью деформируют заготовку согласно указаниям программы. Самарские ученые предлагают, чтобы обработка детали шла синхронно с обеих сторон, одновременно двумя "командами роботов". Главное - определить необходимый алгоритм обработки.

"Инновационность разрабатываемого комплекса заключается в том, что оба деформирующих инструмента, основной и вспомогательный, будут выполнены в виде миниатюрных трехосевых манипуляторов с тем же принципом управления, что и на современных 3D-принтерах. Вспомогательный инструмент обеспечит деформацию с обратной стороны заготовки, благодаря чему точность изготовления изделия будет сопоставима с точностью работы современных 3D-принтеров. Использование данной схемы позволит создать компактное устройство, которое можно будет установить на обычном письменном столе", - отметил Илья Петров.

По его словам, подобных медицинских устройств ни в России, ни в мире пока нет, и в перспективе ученые планируют запатентовать свою разработку. По предварительным расчетам, стоимость установки будет составлять примерно 3 млн рублей. Самый дешевый 3D-принтер, позволяющий изготавливать титановые персонифицированные имплантаты, стоит сейчас порядка 7,5 млн рублей. Экспериментальную модель установки планируется создать до конца 2022 года.


Справочно

* Самарский университет им. Королёва является признанным центром компетенций на федеральном уровне в сфере инкрементальной штамповки. В 2020 году в университете был создан уникальный для России робототехнологический комплекс инкрементальной штамповки, позволяющий одновременно решать научно-образовательные и опытно-производственные задачи. Смонтированное оборудование позволяет выпускать широкий спектр несерийной продукции из листовых заготовок - от рыцарских лат и деталей ретро-автомобилей до элементов конструкции разрабатываемых космических аппаратов и ракет-носителей.

** "УМНИК" (Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса) — программа выявления и поддержки молодых ученых, стремящихся к самореализации через инновационную деятельность. "УМНИК" существует с 2007 года. За это время в ней приняли участие более 70 тысяч человек, свыше 12 тысяч стали победителями. Программа проводится по пяти направлениям. Победители программы получают финансирование в размере 500 тысяч рублей сроком на два года на развитие научно-инновационного проекта.

*** По данным из открытых источников, ежегодно в России оперируют более 43 тысяч человек, госпитализированных с черепно-мозговыми травмами. Декомпрессивная трепанация черепа при этом выполняется примерно в 80% случаев. Большинству пациентов после проведенных операций и лечения требуется установка имплантатов, замещающих удаленные участки костей черепа.

Фото: Анар Мовсумов