Ученые и инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого реализовали уникальную для России разработку, позволившую создать первый отечественный промышленный комплекс для нанесения лазерных пористых покрытий на компоненты эндопротезов тазобедренного сустава. Инновационная установка ориентирована на серийное производство и изначально проектировалась как готовое промышленное решение, полностью соответствующее требованиям предприятий медицинской отрасли России. Рассчитанный потенциал комплекса — не менее 10% от всей потребности российского рынка эндопротезов, что свидетельствует о масштабности и значимости разработки.
Новые горизонты отечественного протезирования
Создание функциональных покрытий для эндопротезов было осуществлено командой специалистов Центра лазерных и аддитивных технологий Института машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Современный комплекс располагался на промышленной площадке, и уже на этапе проектирования он был ориентирован на массовое производство. Главная задача разработки — повышение качества медицинских изделий для восстановления функций тазобедренного сустава и улучшение жизни российских пациентов.
Тазобедренный эндопротез — это сложный высокотехнологичный имплантат, от которого зависит возвращение полноценной подвижности и улучшение качества жизни многих людей. Особое значение придаётся не только конструктивной прочности и надёжности изделий, но и их способности успешно интегрироваться с костной тканью. Для достижения этого инженеры тщательно подбирают геометрию и параметры ячеистых структур поверхностей, поскольку именно эти характеристики отвечают за эффективную биологическую совместимость и длительный срок службы протеза.
Технологическое превосходство и цифровизация
В основе создаваемой промышленной установки лежит совмещение технологий лазерной порошковой наплавки и современных аддитивных методов. Управление всем процессом осуществляется цифровыми системами моделирования структуры покрытий и точнейшим вычислением каждого производственного этапа. Кардинальное отличие от зарубежных аналогов заключается в интеграции целого комплекса решений: внедрена не отдельная технология, а полнофункциональная система, адаптированная под нужды отечественных производителей, типовые размеры и ассортимент медицинских изделий.
Как отмечает Анатолий Попович, директор Института машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, значимость инновационного комплекса особенно очевидна с позиции независимости и импортонезависимости российской медицинской отрасли. Сегодня большинство имплантов либо закупаются из-за рубежа, либо производятся с использованием иностранных станков и технологий, часто ограниченных по производительности. Новый отечественный комплекс позволяет как повысить темпы изготовления, так и снизить себестоимость, делая передовые технологии более доступными российским пациентам и системе здравоохранения в целом.
Залог долгой службы и приживаемости имплантов
Разработка предусматривает формирование специальных пористых покрытий на чашках и ножках протезов методом послойного наплавления материала, что обеспечивает их высокую биологическую совместимость и устойчивую интеграцию в организме пациента. Михаил Кузнецов, директор Центра лазерных и аддитивных технологий ИММиТ СПбПУ, отмечает, что разработанное решение не является лабораторным прототипом — это полностью промышленная система с гарантированным и стабильным качеством выпускаемой продукции, что особенно важно для серийного производства и повсеместного использования имплантов в учреждениях здравоохранения.
К ключевым преимуществам технологии относится возможность гибкого управления настройками наплавки, что позволяет получать покрытия с уникально подобранными параметрами пористости и прочности. Это существенным образом увеличивает приживаемость эндопротеза и снижает риск осложнений после хирургического вмешательства. Больные получают все шансы на быстрое восстановление и возвращение к привычному образу жизни.
Партнерство и вклад ведущих предприятий
Выдающееся достижение не могло быть реализовано без тесного сотрудничества с ведущими предприятиями и медицинскими учреждениями. В работе над созданием инновационного комплекса активное участие принимали специалисты АО Армалит, ООО Рутил, ООО ЭндоАрт, а также сотрудники Федерального государственного бюджетного учреждения Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена Министерства здравоохранения Российской Федерации. Такой консорциум позволил воплотить самые смелые инженерные и медицинские идеи в реальное технологическое решение, которое по достоинству может считаться прорывным для страны.
Комплекс уже успешно прошёл ряд прочностных и адгезионных тестов, подтвердивших качество приклеивания покрытий к основе изделий. В ближайшие месяцы установка будет передана индустриальному партнеру для запуска серийного производства эндопротезов на территории России. После завершения клинических испытаний комплекс сможет покрывать до 10% всех потребностей российского здравоохранения в современных протезах.
Будущее российских инноваций: расширение и доступность
Перспективы дальнейшего развития проекта выглядят оптимистично. Команда СПбПУ и партнеров уже работает над расширением ассортимента изделий, которые могут быть обработаны с помощью новой установки, а также над автоматизацией и оптимизацией производственных процессов под различные типоразмеры имплантов. Внедрение подобных технологических решений способствует снижению стоимости изделий и росту их доступности для пациентов по программе обязательного медицинского страхования.
Важная задача на ближайшие годы — сделать передовые импланты массовым и доступным продуктом для большинства пациентов, нуждающихся в эндопротезировании. Одновременно будет вестись работа по совершенствованию и адаптации комплекса под новые группы ортопедических и травматологических изделий для дальнейшего укрепления национального лидерства в этой сфере.
Вклад в медицинскую промышленность России
Запуск и годичная отладка уникального комплекса в стенах одного из ведущих инженерных вузов страны демонстрирует высокий уровень университета как центра научно-практических инноваций. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, при поддержке Анатолия Поповича и Михаила Кузнецова, создал не имеющее аналогов в стране инженерное решение, нацеленное на фундаментальное улучшение качества жизни десятков тысяч людей ежегодно.
Новая отечественная система для лазерной наплавки покрытий на детали эндопротезов — это пример современных российских технологий, рожденных плодотворным взаимодействием науки, промышленности и практического здравоохранения при содействии крупнейших профильных компаний, таких как АО Армалит, ООО Рутил, ООО ЭндоАрт и ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена. Продуманная интеграция этих усилий открывает перед российской промышленностью и медициной большие перспективы ускоренного импортозамещения, развития и достижения новых вершин на глобальном рынке.
Информация предоставлена Управлением по связям с общественностью Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
Источник фото: sotisare ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
