Протезы, которые могут «расти» вместе с ребенком, разработали ученые пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Конструкция протеза способна со временем растягиваться, тем самым позволяя растущему ребенку носить протез дольше, передает информационный портал «Якутия 24» со ссылкой на ТАСС.
«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», — приводится сообщение пресс-службы вуза.
Как пояснили ученые, протезы на основе ауксетиков состоят из специально спроектированных элементарных ячеек, которые образуют решетчатую структуру, напоминающую измененные пчелиные соты. Ее можно воспроизвести с помощью аддитивных технологий, в частности 3D-печати.
Кроме того, по словам исследователей, в России более 200 тысяч человек имеют протезы конечностей, в том числе и дети, которым из-за постоянного роста приходится менять их каждые 6-18 месяцев. При этом на сегодня практически не существует соединяющих протез с реальной частью тела гильз, которые бы «откликались» на изменения конечности.
В свою очередь ауксетики обладают адаптационными свойствами, которые могут быть полезны при проектировании гильз протезов. Подобные структуры уже используют при разработке новых типов стентов — специальных конструкций для расширения и поддержания открытыми суженных или заблокированных артерий.
Как устроен «растущий» протез
Ученые вуза разработали и построили трехмерные модели материала, а затем напечатали прототипы на 3D-принтере. Полученные образцы подвергали нагрузкам на растяжение, чтобы установить, соответствуют ли свойства материала спроектированной модели и можно ли заранее, изменяя параметры структуры, задать нужные характеристики для частей будущего протеза. Исследование показало, что трехмерные модели правильно имитируют механическое поведение образцов при деформации.
Затем исследователи поместили в пустоты образцов наполнитель, который позволяет контролировать «отклик» структуры гильзы протеза, и изучили адаптивность полученного материала.
