Российские ученые используют 3D-печать в изготовлении персонализированных ушных протезов

Ученые ПНИПУ, ПГМУ имени Е. А. Вагнера и МГМСУ имени А. И. Евдокимова разработали технологию изготовления бионических протезов с силиконовыми ушными раковинами, одновременно обеспечивающими функциональность и повышающими эстетичность.

Бионические протезы — электронно-механические устройства, способные функционировать вместо утраченного органа под контролем нервных импульсов. Разработка и внедрение бионических протезов — одно из самых перспективных направлений медицины мирового уровня. Бионические протезы уха возвращают слух людям с его частичным или полным нарушением. Важной стороной вопроса остается внешний вид протезов, поскольку некоторые пациенты с заметными дефектами ушной раковины испытывают из-за этого стресс, их качество жизни снижается.

На протяжении нескольких лет ученые Пермского политеха совместно с коллегами из Пермского государственного медицинского университета имени академика Е. А. Вагнера и Московского государственного медико-стоматологического университета имени А. И. Евдокимова разрабатывали конструкцию бионического протеза уха и совершенствовали технологию его изготовления, чтобы совместить в одном устройстве и функциональность, и естественный внешний вид, сообщает пресс-служба ПНИПУ на портале «Научная Россия». Существующие протезы, возвращающие человеку способность слышать, выглядят как слуховые аппараты, а эстетические протезы нефункциональны и просто маскируют дефекты уха.

Для придания бионическому протезу сходства с настоящим ухом ученые создали эпитез ушной раковины — конструкцию, повторяющую рельеф отсутствующей части тела. В качестве основы для создания модели силиконовой ушной раковины взяли облако точек, полученное в результате 3D-сканирования большого количества ушных раковин. 3D-модель отредактировали, чтобы разместить в ней электронные компоненты протеза, а затем при помощи 3D-печати сформировали каркас отсека для электроники из эластичного материала.

Затем исследователи напечатали на 3D-принтере мастер-модель ушной раковины. Ее погрузили в заливочный состав, а после затвердевания извлекли, получив полую гибкую форму для заливки силикона. Заливка проходила в два этапа. На первом ученые заполнили форму на 80%, затем поместили в нее напечатанный каркас с муляжами электронных компонентов протеза, которые повторяют оригинальные детали по габаритам и массе. На следующем этапе форму долили силиконом. После этого муляжи извлекли, в освободившееся пространство установили оригинальные компоненты протеза, спаяли электрические соединения.

«Разработанный эпитез ушной раковины эстетичен, отвечает требованиям естественности, может быть отремонтирован в случае повреждения. Силикон, из которого он сделан, гипоаллергенен, успешно имитирует текстуру и цвет кожи», — рассказал доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ Игорь Безукладников.

«Бионический протез может использоваться при анотии. Данная патология сопровождается частичным или полным отсутствием ушной раковины, наружного слухового прохода и нарушением слуха. Протез компенсирует эти нарушения. Кроме того, пациенту не придется проходить через хирургическую операцию по созданию искусственного слухового прохода, имеющую большой риск осложнений и рецидивов патологии. Чтобы установить протез, в череп вживляют имплантаты-крепления. Эта операция несложная и проходит под общим наркозом», — рассказал заведующий кафедрой оториноларингологии ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера Алексей Еловиков.

«Электроника бионического протеза будет изготавливаться серийно, а силиконовый эпитез — индивидуально, на основе сканирования здоровой ушной раковины человека. Если же обе ушные раковины отсутствуют, то они будут подбираться из базы больших данных (цифровой библиотеки), которая поэтапно формируется», — пояснил заведующий кафедрой цифровой стоматологии МГМСУ имени А. И. Евдокимова профессор Сергей Арутюнов.

Следующий этап разработки — клинические испытания и дальнейшая оптимизация конструкции. Исследование опубликовано в сборнике трудов конференции «100-летие Пермского медицинского журнала». 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.