В НИТУ «МИСиС» представили революционные разработки на основе эффекта сплавов с памятью формы для биомедицины

Научная группа НИТУ «МИСиС» под руководством профессора Сергея Прокошкина и компания «Endogene—Globetek» (Австралия) представили инновационные технологии с использованием сплавов с памятью формы и сверхупругостью, а также действующие прототипы медицинского оборудования, изготовленные на ее основе.

Наукоемкие технологии, базирующиеся на фундаментальном свойстве некоторых металлов восстанавливать исходную форму после аномально большой деформации, легли в основу разработки целого ряда уникальных медицинских инструментов для нейрохирургии, детской и сердечно-сосудистой хирургии и неотложной помощи.

Как рассказал Сергей Прокошкин, руководитель научной группы НИТУ «МИСиС», доктор физико-математических наук, профессор кафедры пластической деформации специальных сплавов, «Фундаментальная основа эффекта памяти формы была открыта выдающимся советским физиком Георгием Курдюмовым и его учеником Львом  Хандросом еще в 1948 году. Свойство памяти формы реализуется в двух явлениях — это эффект памяти формы, когда после деформации форма восстанавливается при последующем нагреве, и эффект сверхупругости, когда форма восстанавливается при разгрузке после деформации. Уникальное функциональное свойство сплавов с памятью формы – обратимая деформация величиной до 10% — обеспечивает возможности, не достижимые при использовании обычных материалов и технологий».

 Общие достоинства всех представленных разработок заключаются в том, что они просты в использовании и позволяют проводит хирургическое вмешательство быстро, надежно и с минимальными рисками для пациента. Благодаря применению инновационного оборудования существует возможность снизить стоимость проводимых операций в разы, так как оно позволяет использовать неинвазивные методы и не применять наркоз.

 Самодвижущийся эндоскоп для баллонирования и стентирования сужений кишечника – самая революционная разработка, не имеющая мировых аналогов. Эндоскоп позволяет достаточно быстро обследовать весь желудочно-кишечный тракт, в том числе и труднодоступный тонкий кишечник, что  не обеспечивает ни один из существующих инструментов. С его помощью можно быстрее и успешнее диагностировать рак кишечника, лечить спаечную болезнь и болезнь Крона, которая становится все более распространенной в развитых странах, а также быстро извлекать яды из кишечника. И все это без наркоза и хирургического вмешательства.

Сердечно-сосудистый степлер относится к новому поколению сшивающих инструментов, которые позволяют быстро выполнять операции при сердечно-сосудистых заболеваниях, которые до сих пор являются первыми «убийцами» среди всех болезней. Степлер позволяет выполнять операцию аорто-коронарного шунтирования без остановки сердца неинвазивными методами – через два прокола в области сердца, что позволяет выписывать пациента уже через сутки. Длительность такой процедуры вместе с подготовкой всего 1 час, тогда как сейчас подобные операции занимают от 4 до 5 часов. Операция на работающем сердце добавляет человеку 20 лет жизни.

 Степлер также можно применять при аневризме аорты, кишечных операциях и в целом при полостной хирургии.

«Умная клипса»  с системой доставки «клип-холдер» – незаменимое устройство для сосудистых хирургов и кардиохирургов. Это клипса из сплава с прямой и обратимой памятью формы металла и механизмее доставки для временного или постоянного наложения на сосуды или артерии, позволяющий установить и снять клипсу не передавливаяи не травмируя сосуды.

 Сверхупругая ловушка «Трал» позволяет быстро удалить инородные тела из полых органов и трубчатых структур. Например, с его помощью можно извлечь инородные тела из трахеи, камни из желчного пузыря и мочеточника, найти и избавиться от тромбов в сосудах. Принципиальные отличия от существующих аналогов состоит в легкости использования и возможности освободить инородное тело при его неправильном захвате. Этот инструмент будет особенно нужен и востребован в скорой помощи.

 Проект, реализуемый НИТУ «МИСиС» совместно с австралийскими партнерами, был начат в 2010 году и сейчас выходит на финишную прямую и стадию коммерциализации: проведены многочисленные стендовые и успешные испытания на животных, определены производители в России и Тайване, подготовлено опытное производство степлера, трала и клип-холдера, отработано производство металла с памятью формы.

Справка о НИТУ «МИСиС»

НИТУ «МИСиС» – это один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. По итогам 2014 года он вошел в сотню лучших университетов стран БРИКС и в число лучших учебных заведений мира по версии основного образовательного рейтинга QS. Стратегическая цель МИСиС к 2020 году стать глобальным лидером по направлениям специализации:  материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно укрепить свои позиции в сфере биоматериалов, нано- и ИТ-технологий. В состав университета входит 9 институтов, 4 филиала – три в России и один за рубежом. В НИТУ «МИСиС» обучаются более 15000 студентов. В лабораториях и научно-технических центрах университета работают ученые мирового уровня. Университет успешно реализует совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.