Композиты в медицине

ПРОТЕЗ ГОЛЕНИ МОДУЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ (АКРИЛОН).

Протез голени модульный. Приёмная гильза индивидуальная (одна пробная  гильза из полиэфира с поликарбонатом). Материал индивидуальной постоянной гильзы: литьевой слоистый пластик на основе акриловых смол. Покрытие гильзы из термобумаги. Вкладная гильза из педилина. Крепление протеза вакуумное с силиконовым наколенником.  Регулировочно-соединительное устройство изготовлено из высокопрочного титанового сплава предназначенное для пациентов массой до 125 кг. Щиколотка с системой мгновенного изменения высоты пятки, что позволяет пациенту менять и носить обувь с любой высотой каблука, а также передвигаться босиком без дополнительных регулировок протеза.Стопа углепластиковая с динамичным пяточным элементом поглощающем удар при наступании на пятку и обеспечивающим мягкий переход к полному контакту с опорной поверхностью Протез подходит для пациентов со средней и повышенной активностью, а также для пациентов предпочитающих носить обувь с высоким каблуком

 

ПРОТЕЗ ГОЛЕНИ (АКРИЛОН, СИСТЕМА ВАКУУМНОГО КРЕПЛЕНИЯ "HARMONY").

Протез голени модульный. Приемная гильза изготовленная по индивидуальному слепку с культи инвалида из литьевого слоистого пластика для ламинирования углеволокна. Стопа углепластиковая с динамичным пяточным элементом поглощающем удар при наступании на пятку и обеспечивающим мягкий переход к полному контакту с опорной поверхностью. Вакуумная система крепления протеза голени имеет насос и выпускной клапан, что позволяет снизить люфт образующийся между лайнером и гильзой протеза. Осуществляет амортизационную и торсионную функцию, обеспечивает высокую управляемость протезом, что значительно увеличивает безопасность ходьбы. Рекомендуется для порочных  культей  с наличием особо сложных дефектов (рубцы, миопластика, ожоги и т.д.), а также для пациентов с трофическими расстройствами. Полуфабрикаты - титан на нагрузку до 150 кг. Наколенник с силиконовым напылением. Протез подходит для пациентов со средней и повышенной активностью.

 

Рисунок 12. Протез голени

 

ПРОТЕЗ БЕДРА МОДУЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ (АКРИЛОН).

Протез бедра  модульный.  Формообразующая часть косметической облицовки - листовой поролон. Косметическое покрытие облицовки - чулки ортопедические силоновые.  Приёмная гильза индивидуальная.  Материал индивидуальной постоянной гильзы: литьевой слоистый пластик на основе акриловых смол. Крепление протеза вакуумное.  Регулировочно-соединительные устройства стальные предназначенные для пациентов массой до 100 кг. Стопа шарнирная с пяточным амортизатором регулируемой жесткости. Протез подходит для пациентов с низкой активностью.

 

ПРОТЕЗ БЕДРА МОДУЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ (АКРИЛОН).

Протез бедра модульный. Приёмная гильза индивидуальная (одна пробная  гильза). Материал индивидуальной постоянной гильзы: литьевой слоистый пластик  на основе акриловых смол.  Крепление протеза вакуумное. Протез содержит поворотный РСУ, который предоставляет пациенту большею безопасность и комфорт. РСУ активируется с помощью кнопки фиксатора, фиксация происходит автоматически. Модуль несущий из титана предназначенные для пациентов до 100 кг. Амортизационный РСУ с торсионный функцией для пациентов чувствительных к ударным нагрузкам и испытывающих скручивающие нагрузки.Стопа состоит из сдвоенных углепластиковых пружин, гасит удары, энергосберегающая. Коленный модуль пневматический с раздельной регулировкой сопротивлений сгибания и разгибания, что позволяет настроить скорость ходьбы пациента. Протез подходит для пациентов со средней и повышенной активностью, а также для тех кто занимается не профессиональным спортом с высокими ударными воздействиями.

 

ПРОТЕЗ БЕДРА МОДУЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ (АКРИЛОН).

Протез бедра модульный. Приемная гильза изготовленная по индивидуальному слепку с культи инвалида из литьевого слоистого пластика на основе акриловых смол. Интеллектуальный коленный модуль имеет высокий энергетический коэффициент ходьбы, и позволяет инвалиду выбрать идеальную программу для своего уровня активности и стиля ходьбы. Интеллектуальная система управления фазой качания коленного модуля сокращает количество энергии, расходуемой инвалидом. Этот коленный модуль по своей функциональности имитирует работу мышечно-связочной аппарата здоровой ноги. Стопа сочетающая в себе мультиосную щиколотку и карбоовые пружины стопы, которые обеспечивают энергичный перекат с хорошим согласованием с опорной поверхностью. Конфигурация шаровой опоры и амортизатора позволяет управлять движением в сагиттальной/корональной плоскостях, и кроме того, позволяет производить поглощение вращающего момента в поперечной плоскости для достижения оптимального комфорта и безопасности. Несущая трубка голени изготовлена из углеволокна имеет низкий вес и высокую прочность, надежна и испытана. Крепление протеза вакуумное. Подходит для пациентов различных уровней двигательной активности.

 

ПРОТЕЗ БЕДРА МОДУЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ (АКРИЛОН).

Протез бедра модульный. Приемная гильза изготовленная по индивидуальному слепку с культи инвалида натурального гомополимера. Коленный модуль имеет устройство фиксации под воздействием веса пользователя, при этом пользователю предоставляется надежная устойчивость за счет сложной тормозной барабанной системы, которая срабатывает при переносе веса тела на другую конечность в процессе ходьбы.  Система управления пневматическим цилиндром (PSPC) позволяет производить раздельную регулировку сопротивлений на сгибание и разгибание в процессе фазы переноса. Стопа имеет динамически сбалансированные пружины мыска и пятки из углеволокна, предназначена как для очень активных пациентов со спортивным образом жизни, так и для инвалидов со средним уровнем двигательной активности. Несущая трубка голени изготовлена из углеволокна имеет низкий вес и высокую прочность. Крепление вакуумное. Протез подходит для пациентов со средней активностью.

Рисунок 13. Протез бедра

Самым последним достижением в области протезирования является разработка технологии остеоинтеграции – вживления протезов в кость. Основными преимуществами данной технологии является отсутствие риска натирания и травмирования культи, а также практически полный контроль над искусственной конечностью. В месте выхода наружу имплантируемые в кости фрагменты таких протезов покрывают специальным пористым материалом, не только имитирующим ткань, обеспечивающую соединение кости и мягких тканей, но и защищающим организм от проникновения инфекций. Однако, несмотря на все ухищрения, остеоинтеграция протезов на сегодняшний день все еще связана с высоким риском инфицирования и имеет статус экспериментальной.

 

 

Так же композиционные материалы широко применяются в производстве искусственных тазобедренных суставов. Целью протезирования тазобедренного сустава является устранение болей и возвращение функций сустава с наименьшими осложнениями. Ежегодно выпускаются сотни тысяч протезов для замены крупных суставов, постоянно проводится их усовершенствование и разработка новых образцов. Наиболее известными производителями искусственных суставов являются фирмы из США и Швейцарии.

Рисунок 14. Протез тазобедренного сустава

Изобретены более прочные импланты тазобедренного сустава. Операции по эндопротезированию тазобедренного сустава сегодня не редкость. Так, только в Германии ежегодно выполняется около 200 000 имплантаций искусственных суставов бедра. В США же подобных операций по замене коленного и тазобедренного сустава еще больше – 1 миллион в год. Зачастую искусственные суставы бедра подлежат замене спустя 10 лет. Новый имплант, который разрабатывается в настоящее время с использованием высококачественных материалов и инновационных технологий, в будущем поможет предотвратить преждевременные операции по эндопротезированию. Благодаря искусственным суставам люди с непоправимыми двигательными нарушениями, получили возможность вести активный и безболезненный образ жизни. Подобные операции давно используются в медицинской практике (около 50 лет). Тем не менее, некоторые эндопротезы не функционируют полностью, а металл-металлические импланты, хотя и могут быть интегрированы в тело пациента оптимально, но подвержены преждевременному выходу из строя особенно у пациенток небольшого роста.  Медики призывают ввести запрет на использование искусственных суставов изготовленных из кобальт-хромового сплава, в этих конструкциях металлический шар трется о металлический разъем во время ходьбы. В настоящее время разработан новый искусственный тазобедренный сустав, которой в отличие от обычных имплантов, представленных сегодня на рынке, не содержит металлических элементов и является эластичным.  Изготовлена новинка из высокотехнологичного композита. Бедренный разъем выполнен с использованием нового полимерного материала PEEK, обладающего высокой прочностью, износостойкостью, биосовместимостью. Для головки бедренной кости использовалась керамика. Полиэфирэфиркетон (PEEK) – это еще один полимер, набирающий популярность в сфере медицинской техники, в частности, в области имплантантов, подвергающихся механическим нагрузкам.  Дополнительно протез получил покрытие гидроксиапатитом на поверхностях, контактирующих с костями, что помогло обеспечить полное слияние костной ткани с имплантом. Импланты на основе кобальта-хрома, применяемые сегодня, очень жесткие и не способны оптимально передавать нагрузку на кость, поэтому потенциально ведут к неблагоприятной адаптации костной ткани к протезу. Новая же комбинация материалов способна полностью имитировать естественный сустав. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Композиционные материалы  в кардиологии

Искусственное сердце — представляет собой технологическое устройство, предназначенное для поддержания достаточных для жизнедеятельности параметров гемодинамики. Частично или полностью имплантируемое механическое устройство, позволяющее временно заменить насосную функцию собственного сердца больного, когда оно становится неспособным выполнять требуемую работу по обеспечению организма достаточным количеством крови. Необходимость в применении И. с. возникает при ишемической болезни сердца (после тяжелых осложнений инфаркта миокарда), при некоторых формах дилатационной кардиомиопатии, у больных, ожидающих пересадки сердца, а также после операции на открытом сердце, когда не удается отключить больного от аппарата искусственного кровообращения. Тогда уже не обойтись без протезирования сердца. Типы протезов сердца различаются по функции: замена протезом только двух желудочков сердца и замена протезом сердца. Если протез замещает только функцию двух желудочков сердца, то остаются предсердия, легочный ствол и аортальные клапаны пациента. Желудочки сердца удаляются одновременно с клапанами, препятствующими возврату крови в предсердия. На их место имплантируются искусственные, созданные по форме желудочков сердца. В последние годы совершенствуются протезы по замещению всех функций сердца. Ученые стремятся создать протез, который бы наилучшим образом выполнял не только функцию сердца, но и соответствовал его анатомической структуре. Это особенно важно, так как в грудной клетке для протеза сердца столько места, сколько занимает естественное сердце. Наличие протеза, превышающего габаритные размеры естественного сердца, вызовет нарушение функции легких и затруднит присоединение к нему крупных сосудов.

Наиболее разработано  искусственное сердце на пневмоприводе. Рабочая его часть (имплантируемое насосное устройство) представляет собой два искусственных желудочка, изготовленных из биополимеров медицинского назначения (чаще из полиуретана). полиуретаны обладают относительно низкой липкостью, что позволяет использовать в производственном процессе значительно меньшее количество смазки. Уникальные эластичные полиуретаны Lubrizol могут быть использованы в тех сферах, где традиционно применялись силиконы. Термопластичные полиуретаны, полученные по данной технологии, могут перерабатываться экструзией или литьем под давлением с использованием традиционного технологического оборудования. Новая технология предоставляет уникальные возможности для дизайна медицинских изделий, сохраняя при этом безопасность и комфорт для пациента.

Каждый искусственный  желудочек состоит из кровяной и  воздушной камер. Кровяные камеры с помощью специальных манжет, содержащих искусственные клапаны, соединяют с предсердиями, аортой и легочным стволом. Воздушные камеры через воздуховод длиной 1,5—2 мсвязаны с компрессорами, которые находятся вне организма больного. При подаче воздуха гибкая мембрана, разделяющая камеры, перемещается в полость кровяной камеры, и происходит выброс крови в магистральный сосуд. При создании вакуума мембрана втягивается в полость воздушной камеры, благодаря чему кровь из предсердий поступает в кровяную камеру. Регуляция этого процесса осуществляется с помощью специальной системы управления — так называемого привода искусственного сердца. Как правило, работа И. с. на пневмоприводе бывает необходима на протяжении нескольких недель. Однако имеются наблюдения, при которых максимальная продолжительность жизни больного после подключения И. с. на пневмоприводе превышала 600 дней.

Разработаны и проходят экспериментальную  апробацию электромеханические  и электрогидравлические насосные устройства. Их механическая часть, электронный  блок управления и источник питания  являются полностью имплантируемыми. Эти И. с. рассчитаны на длительное постоянное использование у тех пациентов, которые нуждаются в пересадке  сердца, но имеют противопоказания к ней.

 

 

Рисунок 15. Искусственное сердце.

 

 

 

 

Искусственные клапаны сердца.

Клапан — часть сердца, образованная складками его внутренней оболочки, обеспечивает однонаправленный ток крови за счет перекрывания венозных и артериальных проходов.

 Уникальность клапанам, помимо самой конструкции, придает технология дозированной нанослойной имплантации углерода в титановое кольцо. Прецизионный композитный углеродный слой обладает высокой биосовместимостью, дополнительно снижает тромбообразование, а также препятствует попаданию ионов металла из титанового кольца в организм. Механические клапаны сердца сегодня являются наиболее надежными и заслуживающими доверия и позволяют пациенту жить нормальной жизнью. Большинство механических клапанов служат минимум в течение 20 - 30 лет.  Механические клапаны сердца имеют запирательный элемент вентильного или лепесткового типа, изготовленный из искусственного материала (силикон, соединения графита) помещенный в металлический каркас. Широкое клиническое применение имеют шаровые клапаны, отличающиеся высокой надежностью. У ряда больных использование шаровых клапанов невозможно из-за относительно больших размеров каркаса протеза. В этих ситуациях предпочтительны низкопрофильные дисковые или створчатые протезы, имеющие небольшие габариты и массу, меньшую инерционность запирательного элемента и обеспечивающие близкий к центральному поток крови. Общим недостатком механических протезов клапанов сердца является необходимость для пациента пожизненного приема антикоагулянтов и ежемесячного контроля за показателями свертывающей системы крови из-за опасности тромбоэмболических осложнений.