Проекты

Разработка импланта для краниопластики черепа

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Биотехнология и биоинженерия»

Направление работы: Биоинженерия
Авторы работы: ГБОУ Романовская школа
Предметы: Биология
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину», 11–13 апреля 2019 года

Цель

Изготовление индивидуального импланта на основе титана, смеси сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и хлорида натрия (NaCl).

Описание

Черепно-мозговые травмы (ЧМТ) занимают первое место среди всех травм детского возраста. По данным ВОЗ, отмечен постоянный рост частоты ЧМТ на 1−2 % в год.

Высокая летальность в результате механических повреждений головного мозга, прежде всего среди молодой и трудоспособной части населения, выводит эту патологию за рамки медицинских проблем и ставит в ряд наиболее социально значимых. Статистические данные о распространённости среди различных групп населения черепно-мозговой травмы, её исходах, являются основой для разработки программ по снижению отрицательного многофакторного влияния травматизма, позволяют выявить особенности возрастной структуры травм головы, преобладающие причины, роль различных социально-гигиенических факторов, влияющих на частоту и смертность при ЧМТ. Следует отметить, что в результате произошедших в последние десятилетия в России существенных социально-экономических изменений важность исследований, посвящённых эпидемиологии черепно-мозговых травм, возрастает.

Актуальность проведения таких исследований определяется также тем, что в последние десятилетия достигнут значительный прогресс в улучшении исходов черепно-мозговых травм в результате применения доказательных лечебно-диагностических рекомендаций, в которых важная роль отводится научно обоснованной организации медицинской помощи.

Одной из основных проблем реконструктивной хирургии является выбор пластического материала. Диапазон материалов краниопластики достаточно широк и продолжает увеличиваться. Применяющиеся в настоящее время методики краниопластики имеют как свои преимущества, так и недостатки, что стимулирует поиск новых материалов для закрытия дефектов свода черепа.

Задачи

1.  Провести анализ научной литературы по теме исследования.

2. Создать титановый имплант из биологически инертного материала для пластики дефектов костей черепа.

Человеческий организм насыщен титаном, следовательно, дополнительный растворимый титан, проникающий в ткани при имплантации, не может стать активным.

Чистый титан абсолютно не растворим, инертен и биосовместим.

Окись титана в воде также нерастворима, устойчива к действию растворов кислот и щелочей.

Уровень титана в крови: 2,5 мкг.

Чистый титан относится к группе биоинертных, нетоксичных металлов, с высокой биосовместимостью, благодаря которой в окружающих тканях не развиваются аллергическая реакция, тромбозы.

Комбинация биосовместимости и высокой специфичной прочности титана и его сплавов позволяет широко использовать этот материал в качестве покрытия имплантов в краниопластике, в ортопедической и стоматологической практике. Титан и его сплавы являются более устойчивыми к коррозии, чем другие металлы, включая нержавеющую сталь, кобальт-хром-молибденовые и кобальт-хром-никелевые сплавы.

В ходе работы был сделан расчёт масс нужных веществ для создания пористого слоя импланта. Затем смешали вещества в микромельнице. На следующем этапе получившуюся смесь веществ поместили в форму и поставили под пресс, предназначенный для формирования и полимеризации изделий в пресс-формах. Воздействуя температурой, произвели корректировку импланта для полного сочетания с поверхностью черепа.

Результаты

Был разработан имплант для краниопластики, способный восстанавливать структурную целостность повреждённого участка костной ткани. Разработанный имплант отличается тем, что состоит из трёх функциональных слоёв, выполняющих разные функции: первый гарантирует защиту и безопасность; второй − срост тканей черепа; третий − фундамент и опору.

Сотрудничество с вузом при создании работы

НИТУ «МИСиС»