В Саарландском университете группа инженеров, медицинских исследователей и специалистов по информатике разработала «умные» имплантаты для лечения переломов. Эти устройства не только стабилизируют перелом, но и непрерывно отслеживают процесс заживления, а при необходимости — активно его поддерживают.
В основе технологии — пучки сверхтонких никель‑титановых (нитиноловых) проволок: они служат микроактуаторами и встроенными датчиками положения. Нитинол обладает эффектом памяти формы: при нагревании (например, за счет протекания электрического тока) сплав меняет кристаллическую структуру и сжимается, а после охлаждения возвращается в исходное состояние. Большое количество проволок в пучке обеспечивает высокую скорость охлаждения и позволяет выполнять быстрые и точные движения — от сокращений до вибраций с длиной хода 100−500 мкм, стимулирующих рост тканей.
Электрическое сопротивление нитиноловых проводов меняется при деформации, что дает возможность самодиагностики: каждая механическая деформация сопоставляется с определенным значением сопротивления. Эти данные используют для обучения нейронных сетей: ИИ распознает сигнальные паттерны, оценивает жесткость в месте перелома и отслеживает образование новой костной ткани — без рентгеновских исследований. Система также позволяет устанавливать допустимый предел нагрузки для пациента.
На ранних стадиях заживления имплантат укрепляет и стабилизирует перелом, а по мере восстановления может переключаться в более податливый режим. На Ганноверской выставке ученые представили прототип такого устройства. В будущем данные с имплантата можно будет передавать по беспроводной связи на смартфон и управлять им через это устройство.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России показали технологии, которые изменят жизнь людей с протезами.
