Ученые Пермского Политеха смоделировали чашу углепластикового протеза

Учёные Пермского Политеха впервые изучили работу чаши эндопротеза тазобедренного сустава из углерод-углеродного композита. Исследование поможет перейти к проектированию полностью композитных имплантатов с прогнозируемым сроком службы. Об этом сообщает ПНИПУ.

Проблема износа тазобедренных суставов остаётся значимой в современной медицине. Малоподвижный образ жизни, лишний вес и старение населения повышают риск инвалидизации.

Сейчас миллионам пациентов устанавливают металлические протезы. Но со временем они расшатываются, вызывают воспаление и требуют повторных операций.

Перспективная альтернатива металлу — углерод-углеродный композит. Он биосовместим с костной тканью и обладает высокой износостойкостью. Ранее его изучали для бедренного компонента имплантата. Но протез состоит ещё и из чаши, которая закрепляется в тазовой кости. Именно она обеспечивает подвижность и принимает на себя основную нагрузку.

Специалисты ПНИПУ создали компьютерную модель чаши из углепластика. Рассчитали, при каких нагрузках появляются первые повреждения. В модели задавали нагрузки от 0 до 400 килограммов — от бытовых до спортивных.

Анализ показал: первые микротрещины возможны при нагрузке около 220 килограммов. При 300 килограммах вероятность дефекта в одном из участков — почти 10%. При 400 килограммах — до 38%.

Опасные разрушения возникают только при давлении выше 650 килограммов. Это характерно для спортсменов. У среднестатистического человека нагрузки редко превышают 220 килограммов. Значит, в повседневной жизни чаша из композита не должна повреждаться.

Результаты опубликованы в журнале «Вестник ПНИПУ. Механика». Исследование выполнено в рамках программы «Приоритет 2030». Данные помогут проектировать цельные композитные эндопротезы с предсказуемой прочностью и долговечностью, пишет progorod59.ru.