Молодые ученые Саратовского государственного технического университета (СГТУ) имени Гагарина Ю.А. проектируют конструкции медицинских изделий с бионическим дизайном, получают уникальные биосовместимые металлические и керамические материалы в форме 2D- и 3D-структур и создают технологии обработки и упрочнения медицинских изделий.
Разработкой новых материалов (керамики и сплавов), покрытий и технологий их производства активно занимаются сотрудники кафедры материаловедения и биомедицинской инженерии (МБИ). Как отмечают в вузе, создание медицинских аппаратов и изделий невозможно без развития биомеханики, материаловедения и инженерии поверхности биосовместимых материалов. Ученые должны учитывать тончайшие биоэлектрохимические и биомеханические свойства структур и систем человеческого организма.
«Основные проблемы при разработке имплантируемых конструкций и эндопротезов суставов ― это обеспечение совместимости с тканями организма на уровне микро- и наноструктуры, а также механики контактного взаимодействия, ― рассказывает заведующий кафедрой МБИ Александр Фомин. ― Для этого необходимо сперва спроектировать конструкцию с учетом особенностей строения биоструктур, затем подобрать материал основы изделия и интерфейсного слоя, провести моделирование процессов тепло- и массопереноса, оценить напряженно-деформированное состояние элементов рассматриваемой системы и наконец разработать технологию изготовления изделия, включая модификацию рабочих поверхностей». Весь этот комплекс исследований проводится коллективом ученых СГТУ, в том числе молодыми сотрудниками, способными генерировать уникальные идеи и реализовывать их на практике.
Исследователи предлагают два подхода к созданию медицинских изделий: или формировать на поверхности внутрикостных элементов покрытия с бионическим дизайном, или проектировать всю конструкцию с учетом структуры костной ткани пациента и производить изделие целиком методом SLM-печати (один из методов аддитивного производства трехмерных моделей) c последующей термической модификацией.
По словам доцента кафедры МБИ Владимира Кошуро, эти исследования могут ускорить развитие персонализированной медицины, а привлечение выпускников магистратуры и аспирантов к таким проектам повысит качество их диссертационных работ.
