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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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