В Перми разработали технологию 3D-печати стентов для коронарных сосудов сердца
3D-печать — это перспективный метод производства коронарных стентов — имплантатов, которые помогают в лечении ишемической болезни сердца. Требования к таким изделиям чрезвычайно высоки: они должны обладать биосовместимостью, гибкостью и прочностью. Среди методов выделяется селективное лазерное плавление, которое часто используют для производства медицинских устройств, однако процесс изготовления стентов таким методом разработан слабо. Ученые Пермского Политеха предложили двухэтапную технологию печати кобальт-хромовых стентов, которая позволяет производить более надежные модели и ускорить процесс их изготовления.
Статья опубликована в журнале Materials. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда.
Ишемическая болезнь сердца занимает ведущее место среди сердечно- сосудистых заболеваний взрослого населения, смертности и инвалидизации в мире. Для ее лечения используют коронарные стенты – металлические каркасы, которые устанавливают в просвет сосуда в месте его сужения. Так они восстанавливают кровоток и уменьшают осложнения.
Требования к качеству таких имплантатов высоки, поэтому и методика их изготовления должна быть четко выверенной. Последние 10 лет сердечно-сосудистые стенты создаются с использованием технологии лазерной резки, однако все более востребованным становится метод селективного лазерного плавления, поскольку он позволяет печатать персонализированные изделия со сложной структурой из металла. Тем не менее, существует недостаток информации о его применении в производстве имплантатов.
Ученые Пермского Политеха разработали двухэтапную технологию селективного лазерного плавления сердечно-сосудистых стентов из кобальт-хромового сплава и определили наиболее подходящие режимы их изготовления.
«Прежде чем приступать к технологии печати, нужно спроектировать 3D-модель будущего стента и оценить свойства его материала – металлического порошка. Для изготовления имплантатов в медицине часто используется сплав из кобальт-хрома – он не токсичен, не вызывает аллергических реакций, прочный и долговечный. Важно, чтобы он сохранял все эти свойства и не содержал вредных примесей», – поясняет Алексей Кучумов, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика», заведующий лабораторией биожидкостей ПНИПУ, доктор физико-математических наук.
«На первом этапе мы провели численное моделирование плавления и определили оптимальные ширину, высоту и глубину проникновения лазера. Это важно, потому что при слишком маленьких значениях стент будет недопустимо тонким и недостаточно прочным, а при слишком больших произойдет отклонение от 3D-модели. Рассчитывалось также тепловое распределение процесса плавления, чтобы он был равномерным. Численное моделирование позволяет избежать многочисленных ресурсозатратных экспериментов для определения подходящих режимов печати имплантатов», – рассказывает Андрей Дроздов, старший преподаватель кафедры «Инновационные технологии машиностроения», научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ.
На втором этапе политехники приступали к самому изготовлению стента селективным лазерным плавлением с учетом тех значений, которые были рассчитаны на первом этапе.
«По результатам эксперимента мы определили наиболее оптимальные параметры печати. Учитывались время экспозиции (как долго изделие будет подвергаться лазерному излучению принтера), расстояние от одной точки засветки до другой и мощность лазера принтера. Самыми подходящими режимами стали 40 микросекунд при 15 микрометрах, а также 60 микросекунд при 10 микрометрах – все это на мощности 40 или 42,5 Вт. Непригодными режимами оказались 20 микросекунд при 5-15 микрометрах. У стентов, которые были напечатаны с такими параметрами, обнаруживались дефекты – слишком много пор, трещин и так далее», – рассказывает Полина Килина, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения», ведущий научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ, кандидат технических наук.
Двухэтапная технология селективного лазерного плавления, которую разработали ученые Пермского Политеха, может стать альтернативой изготовлению микротрубок и лазерной микрорезке. Четкое моделирование и оптимизация параметров печати позволяют создавать более надежные персонализированные имплантаты по индивидуальной 3D-модели, что способно улучшить состояние пациентов и повысить эффективность лечения ишемической болезни сердца.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно