Протезы «вырастут» вместе с ребенком
По данным Министерства труда ежегодно 1,5 миллиона россиян с инвалидностью обеспечивают техническими средствами реабилитации. Из них более 200 тысяч человек имеют протезы конечностей. Взрослым приходится носить их в течение долгого времени, при этом изменение веса или опухание конечности вызывает дискомфорт. А детям из-за постоянного роста приходится менять протезы каждые 6-18 месяцев. Сейчас практически не существует гильз (их используют для соединения протеза с реальной частью тела), которые бы «откликались» на изменения конечности. Ученые ПНИПУ разработали особую конструкцию, которая способна со временем растягиваться, что позволяет взрослеющему ребенку носить протез дольше. Этот уникальный проект открывает новые перспективы и возможности для современной медицины.
Статья по результатам исследования опубликована в журнале Polymers. Экспериментальная программа выполнена при поддержке программы мегагрантов.
Разработка основана на использовании ауксетиков. В отличие от «обычных» материалов, такие структуры уменьшаются в размерах при сжимающих нагрузках и увеличиваются при растяжении. Их необычные свойства реализуются благодаря особому дизайну структуры. Она состоит из специально спроектированных элементарных ячеек и образует решетчатую структуру, напоминающую измененные пчелиные соты. Ее можно воспроизвести с помощью аддитивных технологий.
Ауксетики обладают адаптационными свойствами, которые могут применяться при проектировании гильз протезов. Подобные структуры уже используют при разработке новых типов стентов – специальных конструкций для расширения и поддержания открытыми суженных или заблокированных артерий.
Ученые ПНИПУ разработали и построили трехмерные модели такого материала, а затем напечатали прототипы на 3D-принтере. Полученные образцы подвергали нагрузкам на растяжение, чтобы установить соответствуют ли свойства материала спроектированной модели. Другими словами – политехники определяли, можно ли заранее путем изменения параметров структуры «настроить» нужные характеристики для частей будущего протеза. Исследование показало, что трехмерные модели правильно имитируют механическое поведение образцов при деформации.
На следующем этапе ученые поместили в пустоты образцов наполнитель. Именно он позволяет контролировать отклик структуры гильзы протеза на внешние воздействия. Ученые ПНИПУ присваивали наполнителю различные свойства и изучали, как они влияют на поведение всей конструкции ауксетика. То есть на возможность материала, а в будущем и протеза, адаптироваться – пропорционально расширяться или уменьшаться.
«Существует необходимость фундаментального понимания, как наполнитель влияет на жесткость и прочность композитов с ауксетичной решеткой, а также как именно с помощью его параметров можно менять адаптационные характеристики, в том числе для гильз экзопротезов. Главное преимущество материала в том, что для каждого пациента и для каждого типа индивидуального биомедицинского изделия подбирается своя комбинация ауксетичной решетки и наполнителя с выбранными свойствами», – поделился кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» Михаил Ташкинов.
Исследование ученых Пермского Политеха – это новый этап развития технологий протезирования и создания имплантов. Оно поможет в контроле отклика элементов экзопротезов, улучшении комфорта пациента, а также в усовершенствовании технологии создания детских протезов. Изучение ауксетичных свойств материалов значительно расширит сферу их применения в биомедицинской сфере.
Telegram 
Дзен 
VK Летом в северных регионах России наступает полярный день — время, когда солнце сутками не садится за горизонт. Это отражается на работе биологических часов, затрагивая режим сна, активность, обмен веществ. Нарушения сна повышают риск неврологической патологии в 4,6 раза, а ишемической болезни сердца — в два раза.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали синтетическое масло для газопоршневых двигателей, позволяющее снизить расход топливного метана на семь процентов. Продукт разработан в целях импортозамещения в сфере энергетики. Разработка открывает новые возможности распределенной энергетики на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и других территориях без центральных сетей.
Биологи описали неизвестный ранее вид приматов из лесов Конго — черных колобусов с контрастной оранжевой маской на морде. Они отделились от сородичей почти пять миллионов лет назад и сейчас сохранились лишь на крошечном изолированном участке площадью 1700 квадратных километров в глубине тропических лесов.
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