Команда студентів НІТУ «МІСіС» займається розробкою самоармованого полімерного композиту для ендопротезування. Завдяки збільшеній межі міцності і зносостійкості матеріалу, вкладиші з нього можуть продовжити термін служби ендопротезів щонайменше в 1,5 рази. Розробка підтримана благодійним фондом «Мистецтво, наука і спорт» в рамках студентського наукового конкурсу «ТурНІР».
Ендопротезування тазостегнового і колінного суглобів - досить складна операція, показана як при складних переломах, так і при хронічних захворюваннях кістки: артріті, артрозі, дисплазії суглоба.
На сьогоднішній день для виготовлення вкладишів ендопротезів застосовуються кераміка і полімери, однак вони не позбавлені недоліків: кераміка задоволена крихка, а полімерні вкладиші стираються через 10-15 років, що призводить до необхідності заміна протеза.
Колектив студентів, які працюють у Центрі композиційних матеріалів НІТУ «МІСіС» під керівництвом наукового співробітника центру, к. т.н. Ділюса Чукова розробляє матеріал, який може продовжити термін служби ендопротезів тазових суглобів мінімум в 1,5 рази.
Матеріал планується використовувати в якості вкладиша між ніжкою ендопротезу, закріпленою в стегні, і частиною, закріпленою в тазовій кістці. Саме такий вкладиш приймає на себе все тертя, забезпечуючи рухливість з'єднання компонентів протеза.
Повна назва матеріалу - самоармований композиційний матеріал на основі надвисокомолекулярного поліетилену (СВМПЕ). СВМПЕ вже широко застосовують у протезуванні, проте низька зносостійкість змушує шукати способи додаткового зміцнення матеріалу.
Відмінна особливість розробки студентів НІТУ «МІСіС» - відсутність будь-яких інших компонентів, крім самого СВМПЕ - армування відбувається іншими за структурою волокнами того ж самого матеріалу.
"Ми беремо волокна СВМПЕ, обробляємо їх методом гарячого пресування, а потім охолоджуємо. У процесі формується структура, що поєднує в собі волокна і ізотропну фазу матеріалу, «обволокуючу» їх. Згідно з проведеними випробуваннями, композит виходить більш жорстким і більш міцним. Міцність таких композитів може досягати 170 МПа проти 25 МПа у неармованого полімера ", - коментує один з авторів розробки, випускник магістратури НІТУ" МІСіС "Дмитро Жеребцов.
Поки що команда виготовила зразки композиту тільки з поздовжніми волокнами СВМПЕ. У подальших планах - створити нову прес-форму і зробити зразки, що поєднують поздовжні і поперечні волокна. Молоді вчені вважають, що це дозволить оптимізувати матеріал і, отже, ще сильніше продовжити його потенційний термін служби.