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.