В ближайшем будущем пациенты с раличными переломами смогут получать комфортный уход благодаря инновационной разработке ученых из TU Delft и Boston University. Традиционный гипс, хоть и эффективный в иммобилизации поврежденных участков, не позволяет коже “дышать”, что может привести к раздражению и инфекциям. Исследователи предложили альтернативу – пористый слепок, обеспечивающий улучшенную циркуляцию воздуха и повышенный комфорт для пациента. Для создания такого слепка используется инфракрасная камера, анализирующая теплочувствительность тела. Полученные данные преобразуются в тепловую карту, на основе которой программа генерирует цифровую 3D-модель с сетчато-пористой структурой. Различные размеры отверстий в этой структуре гарантируют свободное прохождение воздуха.
Такие отверстия в обычном гипсе приведут к ухудшению механической прочности. Однако в данном случае материал для 3D-печати выбирается, исходя из показателей легкости и гибкости.
Водонепроницаемость – еще одна важная его характеристика, ведь принимать душ с обычным гипсом нельзя. Учитывая эти параметры, ученые распечатали слепок с использованием принтера Ultimaker FDM. По словам профессора Чарли Ванга из TU Delft, это первая ортопедическая разработка, которая обеспечит максимальный комфорт пациенту.
«Персонализированные пористые соединения, напечатанные на 3D-принтере, предлагают пациентам комфорт благодаря оптимальной циркуляции воздуха. Разработка пока существует лишь на стадии прототипа, и мы продолжим тестирования», – сказал Ванг.
Результаты тестов будут продемонстрированы на симпозиуме ACM по программному обеспечению и технологиям пользовательского интерфейса в этом году в Квебеке.
Что в России?
В последние годы технологии 3D-печати все чаще находят применение в медицине. 3D-принтеры помогают хирургам проводить сложные операции, ортопедам – создавать уникальные протезы, также ведутся разработки по созданию искусственных органов.
В российской компании “Здравпринт” считают, что специальные медицинские фиксаторы конечностей (ортезы), напечатанные на 3D-принтере, смогут заменить традиционную гипсовую повязку для лечения переломов. Похоже, в перспективность этой идеи верят и в инвестиционном фонде Maxfield Capital, выделившем “Здравпринт” 100 тысяч долларов.
Новые фиксаторы обладают несколькими важными преимуществами перед обычным “гипсом”: они намного легче, меньше сковывают движения пациента, не боятся воды и гигиеничны – не впитывают в себя пот и грязь. Кроме того, испытания показали, что кости в напечатанном на 3D-принтере ортезе срастаются быстрее. К тому же подобные средства могут использоваться не только при переломах, но и в качестве бандажа при ушибах, растяжениях, смещениях, болезнях суставов, возрастных изменениях тела и на этапе восстановления после операции.
Принцип наложения ортеза “Здравпринт” очень прост: сломанная конечность проходит трехмерное сканирование, его результаты обрабатываются компьютером и отсылаются на 3D-принтер. Затем плоская шина, вышедшая из принтера, нагревается и ей придается нужная форма. Процесс печати ортеза занимает 15–40 минут в зависимости от его размера, последующее формирование требует еще 3–5 минут.
По словам основателя “Здравпринт” Федора Аптекарева, на разработку пластикового “гипса” его вдохновило платье, созданное американским дизайнером Франсисом Битонти. Кроме того, Федор сам неоднократно ломал конечности, поэтому хорошо знаком с проблемами, связанными с ношением тяжелой и неудобной гипсовой повязки.
Хотя 3D-печатные ортезы кажутся идеальным средством лечения переломов, пока что они не могут полностью заменить традиционный “гипс”. Дело в том, что при наложении повязки врач правильно располагает сломанные кости, а жесткий материал ортеза не позволяет этого сделать. Поэтому повязку нужно будет носить 1–2 недели после перелома, а затем уже переходить на пластиковый ортез.
Аптекарев считает, что до момента широкого внедрения новой технологии должно пройти какое-то время, т.к. 3D-принтеры пока мало распространены в России. Ортезы “Здравпринт” сертифицированы, в настоящий момент они проходят испытания в нескольких государственных и частных клиниках.
