Мастера титановых скелетов

Мастера титановых скелетов

Наверное, многие из нас слышали о Росомахе – персонаже из сериала «Люди Икс»? Вкратце – у этого супергероя все его родные кости заменены на адамантий, сверхпрочный вымышленный металл. Оказывается, и в реальной жизни российские и зарубежные учёные создают сверхпрочные титановые имплантаты, используя уникальные технологии обработки титановых сплавов.

Имплантаты – это изделия медицинского назначения, используемые для вживления в организм с целью замены отсутствующих органов человека. «Сделай и забудь» – это основное требование к имплантатам. Лёгкий, прочный и полностью биосовместимый титан является одним из немногих материалов, которые по своей природе отвечают всем требованиям имплантации в человеческое тело.

БРОНЕЖИЛЕТ ДЛЯ ПАЦИЕНТА

Странно, что новости науки и техники не вызывают в последнее время интереса у читающей публики – она всё больше интересуется всяким социальным трэшем. И совершенно зря. Ведь именно наука и техника открывает нам дверь в будущее.

Вот, например, не так давно самарские врачи провели уникальную операцию на сердце. Пациенту, у которого ранее было удалено ребро в области сердца, для защиты органа от механических повреждений вживили титановую сетку. Ранее мужчина обращался к врачам – у него диагностировали доброкачественную опухоль костной ткани. Четвёртое ребро пришлось удалить, а сердце от внешней среды стала отделять лишь кожа.

Самарские доктора соорудили «бронежилет» из титановой сетки, вживлённый под кожу между здоровыми рёбрами. Без этого имплантата любая, даже самая незначительная, травма грудной области могла бы прикончить человека, так как его сердце было практически не защищено от окружающей среды. Кстати, мягкие ткани тоже возможно заменять так называемым «титановым шёлком». В Курганской областной клинической больнице проведено около 800 операций с использованием данного материала. Сама история имплантации уходит корнями в далёкое прошлое.

В ПОИСКАХ ИДЕАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Мастера титановых скелетов
В 1931 году был найден фрагмент нижней челюсти с имплантатами из панциря мидий, который принадлежал древнему инку, жившему ещё в шестом веке до нашей эры. Пять лет спустя во Франции археологи обнаружили череп женщины с металлическим имплантатом, датированный первым веком нашей эры.

Эти и другие археологические данные показывают нам, в какой древности берёт свое начало история имплантации. Врачи в разные времена и в разных цивилизациях методом проб и ошибок примеряли всевозможные материалы на роль идеального имплантата. Однако вплоть до 1809 года материалы были примитивны, часто использовались трансплантаты из зубов зверей, слоновой кости и даже умерших людей.

В 1809-м врачи-стоматологи впервые применили золото в качестве имплантата. Но заканчивались такие операции воспалительными осложнениями, так как это несовместимый металл. Через 79 лет, в 1888-м, был выведен принцип биосовместимости – фундаментальный принцип в импланто- и трансплантологии. Ещё через несколько лет академик Знаменский представил медицинскому сообществу свой доклад «Имплантация искусственных зубов». Знаменский установил, что необходимо устанавливать имплантат во вновь восстановленную костную ткань, а не в лунку отсутствующего зуба, а также необходимость использования металла, инертного к физиологии кости.

В 1964 году Ингвар Бранемарк и команда исследователей определяют титан как наиболее подходящий для использования в имплантологии материал. Так мир получил самую прогрессивную модель системы протезирования и идеальный металл для изготовления имплантатов.

ОН ТАКОЙ ОДИН

Мастера титановых скелетов
Всё это было бы здорово, если бы не было так грустно. Живя в век высоких технологий и скоростей, мы постоянно сталкиваемся с травмами. В результате катастроф, ДТП характер травм обычно очень тяжёлый, у человека может быть повреждено сразу несколько сегментов.

Врачи хором утверждают – несмотря на то, что в современной травматологии создаются новые металлоконструкции, фиксаторы, процент осложнений после операции и выход на первичную инвалидность остаётся на высоком уровне. А требования к реабилитации, процессу восстановления очень жёсткие. Все пациенты хотят быстрее оперироваться, встать на ноги и вернуться к полноценной жизни.

Именно титан в этом вопросе стал золотым стандартом благодаря своему уникальному свойству – биоинертности, то есть невмешательству в процесс заживления. Поэтому и в современной травматологии практически все костные фиксаторы выполняются из титана.

ЧУДО НА ТИТАНОВОМ «ФУНДАМЕНТЕ »

Мастера титановых скелетов
Так титан стал незаменимым в медицине материалом. Он биологически безвреден для человека, не вызывает воспалительных реакций и не отторгается организмом. Из титана производят медицинские инструменты, протезы, зубные имплантаты, сердечно-сосудистые приспособления.

Каждый год по всему миру имплантируется более 1 000 тонн титановых изделий. И титан способен творить чудеса. Английский парень Харви Легг, которому 14 лет, стал выше на 12,7 сантиметра всего за одну ночь. Мальчик страдал от тяжёлой формы сколиоза: его позвоночник был искривлён на 90 градусов. Врачи решили провести операцию – установили с двух сторон искривлённого позвоночника стержни из титана. Хирурги работали на протяжении восьми часов, и всё завершилось успешно. Мальчик быстро вернулся к нормальной жизни.

Стоматологические титановые имплантаты сегодня стали обыденностью, но чуть менее полувека назад шведский врач Пер-Ингвар Бранемарк с трудом отыскал человека, который согласился опробовать на себе его экспериментальную технологию. Госта Ларссон, так звали пациента, которому впервые были имплантированы титановые основы для протезов почти всех зубов, прожил с ними оставшиеся 40 лет жизни. Сегодня из титана изготавливают протезы маленьких косточек внутри уха – и к людям возвращается слух!

ТИТАНОВЫЕ ФОКУСЫ

Мастера титановых скелетов
Профессор кафедры материаловедения Российского государственного технологического университета имени Константина Циолковского (МАТИ) Михаил Коллеров бодро идёт по коридору, размахивая дорожным феном. В другой руке у него маленькая, предварительно охлаждённая проволочка. «Сейчас буду показывать фокус», – говорит он. Он гнёт проволочку, превращая её в бесформенную загогулину, после чего включает фен и направляет на проволочку тёплый воздух. И загогулина в считанные минуты превращается в аккуратную пружину. Оказывается, проволочка «вспомнила» ту форму, в какой она пребывала до деформации. Этот эффект, открытый в середине прошлого века, называется эффектом памяти формы и особенно хорошо проявляется в сплавах титана и никеля.

Один из примеров его использования – брекеты, которые ставят для исправления прикуса. Раньше делали стальные, которые травмировали ткани, их приходилось раз в несколько дней прикручивать и подправлять. Сейчас титано-никелевые сплавы довольно активно используются в разных областях. Используют их и ученые МАТИ, придумав такие технологии для создания имплантатов, до которых в мире ещё никто не додумался.

КОГДА ТИТАН ОЗНАЧАЕТ – ЖИЗНЬ

Мастера титановых скелетов
Помимо фиксаторов с памятью формы, специалисты МАТИ работают над технологиями для ортопедических эндопротезов.

Саму идею эндопротезирования, замены повреждённого сустава на искусственный протез, высказал русский хирург Николай Иванович Пирогов, а первый эндопротез из слоновой кости был имплантирован в Германии в 1890 году. Но слоновая кость оказалась материалом слишком хрупким.

Первый российский протез тазобедренного сустава в 1959 году разработал профессор Константин Сиваш. Но так почему-то получилось, что дальше нескольких десятков опытных образцов, которые были имплантированы тогда, дело не пошло. Патент был продан в Германию. Затем протезы начали делать из нержавеющей стали и титановых сплавов.

СОТРУДНИЧЕСТВО НА ОТЛИЧНО

Сегодня на ВСМПО ведётся работа над сплавами, применяемыми исключительно в медицине. Корпорация успешно сотрудничает с ведущими мировыми производителями изделий для ортопедии, травматологии, реабилитации и хирургии, активно развивая именно медицинское направление своей деятельности.

Предприятие участвует в поставках сырья компаниям, выпускающим имплантаты. Эти производители имеют свою историю, свои бренды, свои технологические хитрости. Речь идёт и о московских, и о германских и американских компаниях.

В 2013 году титановые изделия производства ВСМПО для медицинской отрасли были продемонстрированы в Чикаго (США) на десятой специализированной выставке медицинского направления Annual Orthopedic Manufacturing & Technology Exposition and Conference. Тогда ВСМПО подписало контракт на поставку титана для американской компании Orchid Orthopedic Solutions – крупнейшего производителя имплантатов.

Учитывая, что требования для «медицинского» титана ничуть не ниже, чем для титана, используемого в производстве авиадвигателей, новые контракты на поставку салдинских изделий в медицинскую отрасль действительно подтверждают высокий уровень надёжности продукции предприятия. В 2013 году Корпорация получила сертификат на соответствие системы менеджмента требованиям американского Агентства по контролю качества медицинских изделий Federal Drug Administration (FDA).

А на выставке в Чикаго продукция, созданная в соответствии с мировыми стандартами, которые предъявляются к современным производителям из медицинской сферы, была размещена на своём отдельном стенде.

И напоследок подумалось, как сегодня житель какой-нибудь солнечной Небраски запросто может носить у себя в колене титан, произведённый у нас, в заснеженной Верхней Салде.

Газета "Новатор" №5, 30 января 2015 года




Другие интересные факты о титане и аппаратах , созданных с его применением:
A350 - cвой среди облаков
АН-22 «Антей» - воздушный грузовик
Боинг 777 - рекордсмен безопасности
"Буран" - победитель войны, которой не было
Подводный флаг
Российский "Тополь"
Союз-Аполлон - стыковка времён
Су-27 - элита авиации
Титановый человек
ТУ-95 - «Русский медведь»
«Чёрная акула» или КА-50



Интересно о здоровье:
Гимнастика для глаз
7 апреля. Всемирный день здоровья
11 февраля. День больного
12 октября. Всемирный день зрения