Сплав с памятью формы сохраняет подвижность позвонков и выдерживает высокие нагрузки
Специалисты Московского авиационного института (МАИ) модернизировали технологию производства имплантатов для позвоночника. В основе разработки лежат сплавы на базе титана. Новые конструкции сохраняют естественную мобильность хребта, отличаются повышенной надёжностью и биосовместимостью.
Сохранение подвижности позвонков усиливает нагрузку на компоненты конструкции, особенно на балки. Когда пациент двигается, балки совершают микроскопические перемещения в местах крепления к винтам, что может вызвать появление на них трещин. Помимо этого, конструкция функционирует в физиологической среде — тканевая жидкость, кровь. Все это чревато преждевременным коррозионно-механическим разрушением медицинского изделия и попаданием ионов металла в окружающие ткани. Наша работа направлена на решение этой проблемы.
— Елена Лукина, доцент образовательного центра института «Новые материалы и производственные технологии» МАИ
Стандартная хирургическая практика предполагает использование транспедикулярных фиксаторов. Конструктивно они представляют жёсткие балки и винты из титана, кобальта или стали. Главный минус таких решений — избыточная жёсткость. После установки позвонок срастается с соседними, подвижность утрачивается. Нагрузка перераспределяется на смежные сегменты, что провоцирует их дегенерацию и требует повторного вмешательства.
Разработчики МАИ сделали ставку на никелид титана. Материал обладает эффектом памяти формы и высокой упругостью. Конструкция адаптируется к нагрузкам, не требуя полного сращения позвонков. Однако ранее подобные изделия страдали от ускоренного износа.
Специалисты проанализировали клиническую статистику применения никелида титана. На базе этих данных оптимизировали состав сплава (соотношение никеля и титана), внедрили технологический приём нанесения защитного покрытия и усовершенствовали элементы крепления. Также разработали новые методики испытаний. Опытные образцы показали устойчивость к разрушению выше, чем у уже существующих отечественных и зарубежных аналогов.