Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна разработали методику оценки деформации хирургических эндопротезных сеток при нагрузках организма человека. Такие эндопротезы используются в медицине для укрепления брюшных стенок и сосудов, а также для предотвращения деформации грудной клетки после операции на легких или сердце. Метод оценки, разработанный в СПбГУПТД, не имеет аналогов, так как существующие стандарты регламентируют только разрывные характеристики и не учитывают циклические нагрузки. При создании метода была разработана программа многоцикловых испытаний и проведены экспериментальные исследования накопления остаточных деформаций эндопротезных сеток с разным трикотажным переплетением от отечественных производителей. Методика может быть использована производителями медицинских изделий для оценки надежности сетчатых имплантатов.
«Хирургические сетки — это ключевой материал в герниологии и абдоминальной хирургии. От их долговечности и неизменности свойств зависит не только успех операции, но и качество жизни пациента. В организме имплант подвергается циклическим воздействиям: дыхание, кашель, движение. Это приводит к изменениям размеров сетки из-за накопления остаточных деформаций, то есть тех, которые не проходят сами собой. Однако в России на сегодня нет методики оценки накопления таких остаточных деформаций эндопротезов при регулярных нагрузках», — комментирует один из авторов разработки, доцент кафедры инженерного материаловедения и метрологии СПбГУПТД Валерия Васильева.
При создании программы испытаний ученые вуза опирались на данные об обратимой деформации мышц брюшной стенки при кашле или физической активности, которая может составлять до 25-30%. В связи с этим авторы разработки во время проведения опытов растягивали образцы эндопротезных сеток с переплетением «трико-трико» и «трико-сукно» до заданных уровней деформирования, составивших 10, 15, 20 и 30% от исходной длины с постоянной скоростью. Далее образцы с той же скоростью разгружались. Всего было произведено 10 таких циклов. После окончания 10-го цикла в течение 10 минут образцы восстанавливались. Затем их замеряли и фиксировали накопленные остаточные деформации. Испытания проводились на универсальной разрывной машине Instron 1122 в университетской лаборатории механики ориентированных полимеров.
«По результатам испытаний, лучше себя показала сетка с переплетением «трико-трико». При растяжении до 30% она деформируется одинаково в разных направлениях. При нагрузке до 15% остаточная деформация не превышает 2%, то есть сетка почти полностью возвращается в исходную форму. Сетка с переплетением «трико-сукно» показывает более высокие значения остаточной деформации — такая сетка в организме человека при разных нагрузках может вести себя непредсказуемо», — рассказывает один из авторов разработки, студентка кафедры инженерного материаловедения и метрологии СПбГУПТД Дарья Минсонова.