В Донском государственном техническом университете (ДГТУ) разработали инновационные решения для повышения прочности бедренных имплантов у собак. Ученые выяснили, что оптимальным материалом для таких протезов является биологически нейтральный сплав титана. Он способствует врастанию костной ткани, что обеспечивает надежное соединение. Кроме того, титан дешевле, чем, например, сплав молибдена, что делает операции по протезированию более доступными.
Инициатором исследования причин разрушения бедренных имплантов у собак выступил главный врач сети ветеринарных центров «МЕДВЕТ». Научный коллектив ДГТУ изучил предоставленные клиникой рентгеновские снимки повреждений и сами протезы. С помощью компьютерной томографии ученые провели восстановление 3D-геометрии, определили места максимальных концентраций напряжения в протезе и предельные нагрузки.
«У собак разрушение тазобедренного сустава происходит либо из-за болезни, либо в результате травмы. При операции заменяется сама бедренная часть и суставная чашка тазовой кости. У людей схожие проблемы. Но если человеку с таким протезом можно объяснить необходимость физических ограничений и нагрузок, прыжков с высоты, то для собак это является проблемой», — рассказал завкафедрой «Теоретическая и прикладная механика» ДГТУ Иван Панфилов.
По итогам исследования ученые дали рекомендации по выбору материала для изготовления протезов. Например, использование более дорогого и твердого сплава молибдена оказалось экономически неэффективным, тогда как сплав титана показал себя как оптимальный вариант. «Шероховатость протеза из специального, биологически нейтрального сплава титана нужна для эффективного врастания импланта в бедренную кость. Он обволакивается костной тканью, но не отторгается ею», — пояснил Иван Панфилов.
Следующий этап работы — нанесение на имплантаты специальных нанопокрытий, которые способны «залечивать» микротрещины и неровности на их поверхности. Это позволит еще больше увеличить срок службы протезов.
Разработанный в ДГТУ подход позволит значительно улучшить качество жизни домашних питомцев на долгие годы. Работы проходят в рамках стратегического проекта ДГТУ «Единое здоровье» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
