В Сеченовском Университете разработали «умный» ортез с программируемыми свойствами жесткости для восстановления после травм и переломов

Молодые ученые Цифровой кафедры Сеченовского Университета разработали реабилитационный ортез, который в точности повторяет анатомические особенности лучезапястного или голеностопного сустава пациента и позволяет программировать жесткость фиксации в зависимости от тяжести травмы. Ортез изготавливается с помощью аддитивных технологий. При его разработке были использованы современные IT-технологии, включая 3D-сканирование конечности пациента, моделирование твердотельной геометрии в CAD-программах и подготовку координатной модели для фотополимерного принтера. На сегодняшний день уже готов прототип «умного» ортеза и полностью отработана технология его создания. 

Преимущества разработанного ортеза в том, что его можно изготовить индивидуально для конкретного пациента и варьировать жесткость фиксации, это повышает эффективность реабилитации пациентов при травмах связок и некоторых видах переломов, рассказала автор разработки, обучающаяся Цифровой кафедры Сеченовского Университета, студентка 4 курса Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского Анастасия Смагина. Помимо этого, изделие рентгенопрозрачно, позволяет коже дышать и не боится воды - в отличие от тканевых ортезов с ним можно принимать душ.

«Два года подряд летом на даче я травмировала голеностопный сустав - сначала на одной ноге, потом на другой, - рассказала о предыстории разработки автор. – Пришлось долго носить тканевый ортез с ребрами жесткости. Столкнулась с множеством неудобств – как искупаться в озере в жару, что делать на песчаном пляже, когда без ортеза ходить не можешь, а он тут же заполняется песком и натирает кожу, как жить, когда ортез сохнет… И вот возникла идея, как сделать ортез более удобным и комфортным в использовании».

Суть технологии такова: сначала при помощи трехмерного сканирования фотограмметрическим методом создается электронная твердотельная модель конечности. Затем в любой удобной CAD-программе (ПО, предназначенное для создания двухмерных или трехмерных графических изображений) эта модель трансформируется в оболочку, которая обрезается по границе будущего ортеза и преобразуется в бионическую сетку. Полученная модель ортеза в программе-слайсере адаптируется для печати на фотополимерном 3д-принтере, выбирается фотополимерная смола с нужными характеристиками и запускается процесс 3D-печати. После изготовления нужна лишь небольшая механическая обработка для удаления поддержек, получающихся при работе принтера. При легких травмах связок для пациента можно изготовить гибкий ортез. Он легко снимается и надевается - как перчатка или носок. При переломах ортез будет более жестким и прочным.

«Еще одно преимущество ортеза – существенно более низкая себестоимость по сравнению с существующими изделиями и короткий цикл изготовления – не более трех суток, - добавила Анастасия Смагина.  - Прямых аналогов у него нет. Похожие конструкции разработали зарубежные исследователи, но их изделия позволяют лишь полностью иммобилизировать сустав, то есть не могут быть выполнены в «гибком варианте».

На сегодня уже разработан прототип «умного» ортеза и отработан весь цикл его изготовления. В планах разработчиков на будущее - создать ортез из нового поколения смол отечественного производства, обладающих антибактериальными и фунгицидными свойствами. Ортезы, изготовленные из таких материалов, будут препятствовать возникновению различных поверхностных инфекций.