В Саарландском университете команда инженеров, медицинских исследователей и IT-специалистов разработала «умные» имплантаты для лечения переломов. Эти устройства не только фиксируют перелом, но и непрерывно контролируют процесс заживления, а при необходимости активно способствуют ему.
Технология основана на пучках тонких никель-титановых (нитиноловых) проводов, которые функционируют как микроактуаторы и встроенные датчики. Нитинол обладает эффектом памяти формы: при нагреве (например, за счет электрического тока) сплав изменяет свою кристаллическую структуру и сжимается, а при охлаждении возвращается в исходное состояние. Большое количество проводов в пучке обеспечивает быструю скорость охлаждения и позволяет выполнять точные движения, включая сокращения и вибрации длиной 100–500 мкм, что способствует росту тканей.
Изменение электрического сопротивления нитиноловых проводов при деформации позволяет осуществлять самодиагностику: каждая механическая деформация соответствует определенному значению сопротивления. Эти данные используются для обучения нейронных сетей, которые распознают сигналы, оценивают жесткость в месте перелома и контролируют образование новой костной ткани без необходимости в рентгеновских исследованиях. Система также может устанавливать допустимый предел нагрузки для пациента.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
На начальных этапах заживления имплантат укрепляет и стабилизирует перелом, а по мере восстановления может переходить в более податливый режим. На выставке в Ганновере ученые продемонстрировали прототип такого устройства. В будущем данные с имплантата могут передаваться по беспроводной связи на смартфон, что позволит управлять им через это устройство.
Ранее Наука Mail сообщала о технологиях, которые изменят жизнь людей с протезами в России.
Фото: hi-tech.mail.ru
Материалы проходят проверку с учетом современных клинических рекомендаций, научных данных и практического опыта врачей. Основная задача Медколлегии — обеспечить достоверность, актуальность и понятность медицинской информации для пользователей.