Умные вкладыши для протезов: как одна разработка изменит реабилитацию

Можно ли сделать протез, с которым комфортно не только ходить, но и бегать? В Московском авиационном институте говорят — можно. Там разрабатывают уникальные вкладыши для ортезов и протезов нижних конечностей с адаптивной жесткостью. Они обещают настоящую революцию в сфере реабилитации.

Как это работает

Процесс начинается с обычного смартфона: камера фиксирует конечность со всех сторон. На основе снимков программа строит 3D-модель, которую дополняют рентгеновскими данными. Затем создается карта жесткости тканей — именно по ней моделируется геометрия будущего вкладыша.

В результате на 3D-принтере печатается изделие с точно рассчитанным распределением жесткости — там, где нужна поддержка, материал будет плотнее, где важна подвижность — мягче.

Технология будущего

"Мы используем метод топологической оптимизации: он позволяет варьировать жесткость в нужных местах, — рассказывает Глеб Боярский, ведущий инженер центра 'Авионика' МАИ. — Объект печатается в специальном геле, удерживающем форму, а материалы изначально жидкие, но затем затвердевают".

Дополнительный бонус — использование безопасного двухкомпонентного силикона с платиновым катализатором. Он нетоксичен и совместим с тканями человека.

Зачем всё это нужно

Сейчас вкладыши — это простые мягкие прокладки, напоминающие поролон. Но они не обеспечивают равномерную нагрузку при движении. Новый подход решает эту проблему.

"Такие прокладки толщиной до 1,5 мм не могут адаптироваться под ногу, — объясняет Артём Смирнов, участник проекта. — А наш вкладыш — может".

Что дальше

Уже создан опытный образец, подтвердивший работоспособность технологии. В планах — использование новой версии 3D-принтера RLP, печатающего цельные конструкции без поддержки и почти без финишной обработки.

Интерес к разработке проявил Национальный медцентр травматологии и ортопедии им. Приорова. А в будущем технология может использоваться шире: для ортопедических стелек, автомобильных сидений, вибропоглощающих элементов и всего, что должно подстраиваться под форму и нагрузку.

Уточнения

Ортопеди́я (ортопе́дия, греч. ὀρθός - "прямой; правильный" и παιδεία - "воспитание (детей)") — раздел клинической медицины, раздел хирургии, изучающий профилактику, диагностику и лечение деформаций и нарушений функций костно-мышечной системы, которые являются результатом врождённых дефектов, пороков развития, последствий травм или заболеваний.