Исследователи представили один из опытных образцов суставов пальцев, выполненный по снимкам пациента. Для получения титанового прототипа использовали технологию 3D-печати.
Созданные при помощи 3D-принтера «индивидуальные» импланты способны вернуть пальцам полноценную подвижность, без ограничений. Новая технология была предложена учеными из Общества Фраунгофера (Германия) – крупнейшего объединения институтов прикладных изысканий.
Традиционные методы решения проблемы
Нередко при непоправимом повреждении суставов, вызванном артритом/артрозом или травмой, врачи прибегают к артродезу. Это позволяет вернуть опорную функцию и устранить/уменьшить болевой синдром.
Артродез – хирургическое вмешательство, предполагающее полное обездвиживание сустава путем сращивания соседних костей. В результате сустав фиксируют в удобном положении.
Несмотря на все преимущества операции, она неизбежно приводит к снижению подвижности конечности (пальца).
Альтернатива артродезу – использование эндопротезов.
Эндопротез – это искусственный сустав, позволяющий убрать боль и обеспечить полноценное движение.
Стандартные изделия выполняют на основе титановых сплавов, также применяют силиконовые протезы. Среди преимуществ силиконовых имплантатов – больший комфорт при движении и множество типоразмеров, облегчающих индивидуальный подбор.
При этом исследователи из Германии отмечают, что оба вида протезов имеют ряд недостатков, в частности:
- применение силиконовых эндопротезов сопряжено с проблемами фиксации – нередки случаи отрыва сустава от костей пальцев;
- титановые изделия имеют типовые размеры – точно подобрать сустав для каждого пациента не представляется возможным. В результате не удается достичь полноценной свободы движения.
Для решения перечисленных проблем исследователи создали Проект FingerKIt.
Новая концепция эндопротезирования от немецких ученых
Взамен существующих технологий исследователи предложили такой алгоритм:
- Рентгенографическое исследование поврежденного пальца для получения двухмерных снимков.
- Анализ снимков при помощи специализированного ПО на базе Искусственного интеллекта. Результат анализа – цифровая 3D-модель будущего эндопротеза, размеры которого учитывают индивидуальные особенности строения пальцев/кисти пациента.
- Передача модели на 3D-печать. Принтер послойно создает прототип из титана. Послойная печать реализуется путем попеременной подачи титанового порошка и связующей жидкости.
- Спекание полученной титановой заготовки. Свежеотпечатанный объект отличается высокой степенью детализации и невысокой прочностью. Спекание устраняет этот недостаток, позволяя получить твердый и крепкий сустав.
Также для создания индивидуальных имплантатов можно использовать точное шликерное литье керамики на основе 3D-модели.
Предварительная оценка ученых более чем оптимистична: предложенная методика изготовления позволит получить индивидуальный протез на 60% быстрее, чем типовой. При этом имплант можно изготовить буквально «на лету», прямо в клинике, сразу после выполнения рентгенографии.
На данный момент исследователи находятся в поиске коммерческих предложений по внедрению технологии и скорейшему продвижению на рынке.