0
10012
Газета Печатная версия

27.03.2024 09:00:00

Новый робот на службе медицинской промышленности

Российский лазерный комплекс умеет выполнять обработку имплантатов «под ключ»

Тэги: наука и университеты, нацпроект, технологии, роботы, медицина, здравоохранение

По всей стране талантливые ученые создают уникальные изобретения в различных отраслях: медицине, цифровизации, производстве, транспортной отрасли, экологии и многих других. Национальный проект «Наука и университеты», реализуемый по решению президента, способствует коммерциализации прорывных исследований и изобретений, а также обеспечивает внедрение инновационных разработок выдающихся российских ученых в реальный сектор экономики в соответствии с запросом конкретной индустрии и региона. Центры трансфера технологий, научно-образовательные центры мирового уровня, проекты поддержки молодежного технологического предпринимательства – вот лишь некоторые из инструментов, благодаря которым достигается эффективный и взаимовыгодный симбиоз науки и бизнеса.

145225032024_2a.jpg
Прибор улучшает биосовместимость и
бактериальную резистивность медицинских
изделий. Фото со страницы «Лазерный центр»
в «ВКонтакте»
Для того чтобы разработки вузов и научных организаций эффективнее находили применение в бизнесе, в России по национальному проекту «Наука и университеты» создается сеть центров трансфера технологий (ЦТТ). Сейчас в стране развивается 38 таких структурных подразделений. Они вовлекают исследователей в решение технологических задач, привлекают заказчиков и партнеров, готовят стратегии правовой защиты результатов интеллектуальной деятельности ученых, помогают проводить сделки по лицензированию и коммерческим научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам. С 2021 года, когда был запущен этот механизм, накопилось уже немало успешных кейсов работы ЦТТ.

Один из них – проект по созданию универсальных роботизированных лазерных комплексов для обработки медицинских имплантатов, реализованный учеными Института лазерных технологий Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий механики и оптики (ИТМО). Индустриальным партнером проекта выступила компания «Лазерный центр». А Центр трансфера технологий, созданный на базе ИТМО, по национальному проекту «Наука и университеты», содействует привлечению компаний-партнеров и оценке вариантов вывода разработки на рынок.

Имплантаты представляют собой обширную категорию медицинских изделий, которые используются для замены отсутствующих у человека органов или их частей. Существуют, например, дентальные имплантаты, помещаемые в челюстную кость в качестве опоры для зубного протеза, имплантаты для коленных суставов, костей черепа и др.

Поверхности имплантатов важно придать определенные свойства, чтобы изделие дольше функционировало, не вызвало отторжения и воспаления тканей: пескоструйная обработка делает имплантат биосовместимым, а травление кислотами и анодирование используются как антибактериальные процедуры. Эти операции производятся на разном оборудовании – комбинированная обработка достаточно сложная, поэтому сегодня практически не применяется. Как сообщают в ИТМО, разработка санкт-петербургских ученых позволяет обрабатывать имплантаты «под ключ» с применением одной технологической системы на лазерной основе.

Прибор запускает процессы попеременно. Так, для придания антибактериальных свойств имплантата лазер нагревает его поверхность до образования оксидной пленки, которая при последующем ультрафиолетовом облучении проявляет бактерицидные свойства. Для придания биосовместимых свойств лазер создает на поверхности имплантата такой рельеф, который позволяет клеткам «удобно» закрепляться и приживаться на нем.

Кроме того, в роботизированном комплексе реализована технология нанесения нетоксичных идентификационных знаков на поверхности изделий – это обязательная по закону маркировка, позволяющая отследить жизненный цикл продукта. С помощью комплекса можно обрабатывать как медицинские изделия, например скальпели и хирургические ножницы, так и имплантаты для разных частей тела – зубов, черепа, тазобедренного и коленного суставов.

Комплекс представляет собой шестиосевой робот-манипулятор с установленной на его руке лазерной сканирующей системой. Луч лазера можно сориентировать относительно поверхности имплантата по всем шести пространственным координатам, что позволяет обрабатывать изделия сложной формы в одном технологическом цикле. Программное обеспечение (ПО) для установки также разработали специалисты ИТМО. Для обработки имплантата достаточно загрузить в программу его 3D-модель и указать необходимые параметры. В ПО внедрена система компьютерного зрения, которая помогает оператору комплекса проще определить положение изделия в реальности.

«Те роботизированные решения, которые на сегодня внедрены в промышленности, заточены под обработку изделий, выпускаемых крупными сериями. Оператор задает комплексу программу в виде последовательности действий, заточенных под конкретные изделия, и затем установка многократно повторяет эти действия. Такой подход очень тяжело применять при производстве мелкосерийных или уникальных изделий, так как для каждого нового изделия требуется трудоемкая подготовка программы. А наша разработка позволяет быстро подготовить программу для нового изделия и сразу запустить его обработку», – отметил научный сотрудник Института лазерных технологий ИТМО Федор Иночкин.

А на химическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова разработали технологию изготовления модифицированного графита с улучшенными свойствами. Из этого материала изготавливают специальную фольгу с низким водопоглощением. Использовать ее можно, например, в энергетике и нефтегазовой промышленности: сферами применения могут быть сбор нефтяных отходов с водной поверхности и создание оборудования с особо прочной герметизацией.

Преимуществами фольги из улучшенного графита являются долгий срок службы и надежная герметичность при использовании в качестве уплотнителя. При этом природный графит является более экологичным материалом, чем распространенные высокотемпературные уплотнители на основе асбеста, которые эксплуатируются при высоких температурах – до 450 градусов.

При активном содействии Центра трансфера технологий МГУ им. М.В. Ломоносова, созданного по нацпроекту «Наука и университеты», заключил лицензионное соглашение на применение технологии с российским производителем композитных материалов – группой компаний «Унихимтек».  Разработка московских ученых сможет импортозаместить зарубежные аналоги. 


Читайте также


КНР и США борются за превосходство в космосе

КНР и США борются за превосходство в космосе

Владимир Скосырев

В Вашингтоне вызывают тревогу новейшие технологии Пекина

0
1765
Лунная пыль – в стальные паруса звездолетов

Лунная пыль – в стальные паруса звездолетов

Александр Майборода

Потоки вещества с естественного спутника Земли могут разгонять космические корабли до 9 километров в секунду

0
9695
Документальная повесть о русском «Буране»

Документальная повесть о русском «Буране»

Андрей Ваганов

Как создавалась и умирала единственная отечественная многоразовая космическая система

0
9184
Трудолюбивый везунчик Пауль Эрлих

Трудолюбивый везунчик Пауль Эрлих

Михаил Стрелец

Миллионы землян благодарны великому микробиологу за его изобретение

0
5656

Другие новости