Ортез для реабилитации травмированных пальцев, основу которого составляет термоусаживаемая трубка из особого сшитого полиэтилена, обладающего памятью формы, разработали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 23 октября сообщает пресс-служба вуза.
Около трети всех бытовых и спортивных травм по статистике составляют именно переломы пальцев. Это объясняется их постоянной нагрузкой в повседневной жизни. Хрупкость костей и подвижность суставов увеличивают риски переломов в результате падений или ушибов. При этом лечение переломов пальцев осложняется тем, что традиционные методы фиксации — жесткие и громоздкие пластиковые шины и такие же гипсовые повязки — не обеспечивают необходимую плотную фиксацию, не адаптируются к изменениям величины отека, а кроме того, ограничивают движение. Ортезы (специальные медицинские приспособления для фиксации и поддержки конечностей), предлагаемые медицинской промышленностью для травмированных пальцев, не всегда достаточно плотно «обхватывают» его и также не имеют возможности регулировать степень сжатия, когда отек начинает рассасываться. Кроме того, отдельные модели ограничивают подвижность и соседних здоровых суставов. Неправильная фиксация сломанной кости приводит к ее неправильному сращиванию, что может привести к длительной реабилитации, появлению хронической боли и нарушению мелкой моторики. Все эти проблемы свидетельствуют о необходимости создания с учетом достижений современной медицины и биомеханики эффективного и удобного для врача и пациента средства фиксации. Решая эти проблемы, ученые ПНИПУ разработали принципиально новую конструкцию ортеза, основа которого представляет собой термоусаживаемую трубку из специально разработанного сшитого полиэтилена (то есть полимера, молекулы которого соединяются прочными поперечными связями, образуя сетчатую структуру). Этот материал обладает уникальной памятью формы. Он запоминает свою первоначальную конфигурацию и после термического воздействия возвращается к ней. Вся конструкция отличается легкостью и минимальными размерами. Научный сотрудник кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ Юлия Фасхутдинова рассказала о технологии применения ортеза: «На забинтованный палец пациента надевается предварительно расширенная при температуре 120 °C полимерная трубка, после чего производится ее нагрев с помощью медицинского фена до температуры 60–70 °C. Под воздействием тепла материал, обладающий памятью формы, начинает плавно сжиматься, плотно облегая анатомические особенности пальца и формируя идеально подогнанную фиксирующую конструкцию». Важным моментом является возможность в процессе лечения многократной коррекции степени фиксации ортеза на пальце. При уменьшении посттравматического отека врач может по мере надобности повторно прогревать ортез для дополнительной усадки, поддерживая оптимальное давление на палец. Такая возможность устраняет важнейшую проблему гипсования перелома, когда при снижении отека повязка перестает фиксировать конечность в нужном положении. Профессор кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ, доктор технических наук Олег Сметанников рассказал об испытаниях, проведенных на лабораторных макетах ортеза с применением специальных измерительных комплексов, которые были необходимы для создания методики: «Для проведения расчетов нам было необходимо получить экспериментальную зависимость напряжений и деформаций для бинтового слоя и для живых тканей пальца руки. Мы разработали уникальную методику „винтовой намотки“, позволяющую без специальных экспериментальных установок получить нужные данные». Исследователи оценивали степень деформации тканей по величине удлинения ленты. Ее наматывали на палец, оставляя свободным один конец, а на другой подвешивали калиброванный груз. «Для исследования характеристик марлевого слоя бинт многослойно наматывался на жесткую недеформируемую основу в виде алюминиевой трубы, а затем уже поверх него аналогично наматывалась лента, подвешивались грузы, и измерялось удлинение ленты», — уточнил профессор. Полученные в эксперименте данные о деформации легли в основу построения в специализированном программном комплексе Ansys точной 3D-модели системы «палец-бинт-ортез», пояснил Олег Сметанников. Модель дала возможность виртуального тестирования различных конфигураций ортеза, и исследователи стали искать наиболее безопасные для пациента варианты его конструкции. Численное моделирование позволило определить параметры, обеспечивающие оптимальное давление на ткани, создаваемое «фиксатором». Оно не должно быть выше критического значения 8–10 кПа — давление, при превышении которого может нарушиться кровоснабжение тканей. Ученые разработали для практикующих врачей четкие рекомендации для подбора оптимальных параметров ортеза в зависимости от анатомических особенностей пациента. Результаты исследования применения ортеза ученые ПНИПУ привели в статье «Разработка методики расчета параметров ортеза из полимера с памятью формы», опубликованной в «Российском журнале биомеханики», т. 29, № 3, 2025 год. Созданная учеными Пермского Политеха технология фиксации перелома пальца готова к проведению клинических испытаний, после чего ее можно внедрять в практику. На изготовление таких ортезов идут доступные промышленные компоненты, что обеспечивает его экономическую целесообразность. В свою очередь, простота их применения гарантирует быстрое освоение методики медицинским персоналом учреждений различного уровня. В планах ученых ПНИПУ получить патент на свою разработку. glavno.smi.today
Свежие комментарии