Проекты

Разработка технологии получения полиэтиленового вкладыша тазобедренного сустава с биоактивным пористым слоем

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Биофизика»

Направление работы: Биотехнология, Медицина
Авторы работы: Ресурсный центр «Медицинский Сеченовский Предуниверсарий»
Предметы: Физика, Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Разработка и внедрение новых усовершенствованных материалов, обладающих лучшей биосовместимостью с костной тканью, являются важными направлениями материаловедения, обеспечивающего потребности медицинской практики в ортопедических материалах нового поколения. На данный момент самым популярным видом эндопротеза в мире является металл-полиэтилен с низким уровнем отторжения. Пятилетняя нагрузка и приживаемость достигает 99%. Создание полиэтиленового вкладыша тазобедренного сустава с биоактивным пористым слоем является важным и перспективным направлением в медицине.

Цель

Разработка технологии создания полиэтиленового вкладыша тазобедренного сустава с биоактивным пористым слоем.

Задачи

1. Исследовать биоактивный пористый слой.

2. Разработать технологию совмещения пористого слоя с вертлужной впадиной.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Высокоэнергетическая планетарная мельница МПФ-1

• Пресс-форма

• Вулканизационный пресс ТЕСАР АПВМ-904

Описание

Сначала необходимо было получить композиционный порошок, который создаст основу пористого слоя полиэтиленового вкладыша тазобедренного сустава. Для этого использовали полиэтилен (СВМПЭ) и хлорид натрия (NaCl). С помощью аппарата для смеси веществ получили порошок.

Затем засыпали отдельно СВМПЭ и композиционный порошок в пресс-форму. Композиционный порошок служит биоактивным пористым слоем у полиэтиленового вкладыша.

 

После этого использовали пресс, который придал определённую форму вкладышу. В завершение работы провели выщелачивание соли из полиэтиленового вкладыша.

Результаты

1. Разработан способ формирования пористого слоя СВМПЭ на вкладыше эндопротеза тазобедренного сустава. Сформированный пористый слой имеет структуру, схожую со структурой губчатой костной ткани.

2. Создан полимерный вкладыш для лучшего срастания с вертлужной впадиной, размер которого можно контролировать с помощью определённой дозировки.

 

Выводы

1. Преимущество данной разработки заключается в том, что вкладыш тазобедренного сустава из СВМПЭ с биоактивным пористым слоем биологически инертен и активно срастается с вертлужной впадиной, поэтому не требует дополнительных соединений, что увеличивает прочность и надёжность протеза.

2. Полиэтиленовый вкладыш является перспективным вариантом и стоит существенно дешевле вертлужной чашки «пресс-фит».
3. Он является незаменимым, например, в случаях заболеваний, связанных с аллергией на материалы протеза.
4. Разработанный полимерный вкладыш эндопротеза будет способствовать увеличению срока службы имплантата и улучшению качества жизни пациента.

Перспективы использования результатов работы
Разработка полиэтиленового вкладыша тазобедренного сустава с биоактивным пористым слоем может быть включена в систему реабилитации человека с переломом шейки бедра.

Сотрудничество с вузами при создании работы

1. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».

2. ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Награды/достижения

1. I Городская Сеченовская конференция проектных и исследовательских работ школьников, 2018 – победитель.
2. Всероссийская научно-практическая конференция «Медицинская весна» – победитель.

Мнение автора

«Классный и перспективный проект «Медицинский класс в московской школе»! Желаю успехов в работе с новыми людьми!»