3D-печать черпает вдохновение в природе для восстановления костей

Исследователи Иллинойсского университета Урбана-Шампейн используют 3D-печать и машинное обучение для создания нового типа биоматериала для восстановления костей. Этот материал имитирует распределение напряжений в натуральной кости, предлагая потенциально лучшее решение для лечения переломов бедренной кости по сравнению с традиционными металлическими пластинами.

Переломы бедренной кости, длинной кости верхней части голени, являются распространенной проблемой, особенно у пожилых людей. Традиционные методы восстановления часто включают металлические пластины и шурупы. Во время выполнения работы они могут вызывать боль, расшатывание и даже дальнейшие травмы. Этот новый подход идет другим путем.

Команда использует “полностью контролируемую вычислительную платформу” для проектирования и создания материалов, имитирующих свойства распределения напряжений в кости. Представьте, что база данных материалов и алгоритмы машинного обучения работают вместе. Они разрабатывают виртуальный материал, затем анализируют взаимосвязь между его структурой и тем, как он справляется со стрессом. Но исследователи идут еще дальше. Они используют специальный алгоритм вычислительной оптимизации, чтобы не только воспроизвести структуру кости, но и максимально увеличить ее способность распределять нагрузки.

Исследования не прекращаются в компьютере. Команда напечатала на 3D-принтере полномасштабный полимерный прототип своего материала, вдохновленного биологией, и прикрепила его к модели сломанной бедренной кости. Эта материальная модель позволила им проверить ее эффективность в реальном мире, подтвердив возможность создания синтетических материалов, имитирующих рост биологических систем.

Речь идет не только о фиксации сломанных бедренных костей. Исследователи предполагают, что с помощью этого метода будут созданы имплантаты, активно стимулирующие восстановление костей. Обеспечивая оптимальную поддержку и снижая нагрузку на место перелома, эти имплантаты могут значительно улучшить сроки заживления и результаты.

3d печать и 3d сканирование в Краснодаре по всем вопросам писать сюда- Telegram: https://t.me/fidller

наш магазин https://fidller.com/category/uslugi-3d-pechati-fdm-fff-sla-3d-skanirovanie/

наши работы можно увидеть тут вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123

блог в телеграм — https://t.me/+i_ceC6MQZ6Y5MjEy

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

The following two tabs change content below.

Александр

Занимаюсь проектированием/ 3d печатью больше 10 лет. Со-переводчик книги "Доступная 3д печать для науки, образования и устойчивого развития". По всем вопросам писать в телеграм - https://t.me/fidller