Бионические протезы – это электронно-механические устройства, способные функционировать вместо утраченного органа. В ПНИПУ еще 2022 году создали протез, который восстанавливает костную проводимость звука. Он состоит из фиксирующей системы, микрофона, блока обработки звука, модуля радиоканала Bluetooth и приема внешних аудиосигналов.
Устройство, по словам исследователей, прошло серию доклинических испытания на «нативной голове свиньи» в 2022 году. «Выбор головы свиньи был обусловлен сходством слуховых систем свиньи и человека», – пояснили в университете. Впрочем, позднее здесь создали испытательный стенд, в котором в качестве имитатора головы человека использовался уже полимерный резервуар кубической формы. Звук передавался в нем так, как это происходило бы в костной ткани человека.
Как сообщили «МК» в университете, после создания протеза встал вопрос его внешнего вида, напоминающего ухо киборга. При наличии дефектов родной ушной раковины или вовсе при ее отсутствии после установки такого протеза многие пациенты испытывали стресс.
Ученые из Перми, а также из ПГМУ им. Е.А. Вагнера и МГМСУ им. А.И. Евдокимова разработали технологию изготовления силиконовой ушной раковины для бионического протеза уха. Таким образом, он оказался не только функционален, но и эстетичен.
Чтобы бионический протез стал похож на настоящее ухо, ученые сначала создали модель для будущего силиконового органа, произведя трехмерное сканирование большого количества ушных раковин.
Затем, используя специальную программу, модель отредактировали, чтобы правильно разместить в ней электронные компоненты протеза. Каркас отсека для электроники был сформирован при помощи послойной 3D-печати из специального эластичного материала.
Лишь после этого исследователи приступили к печати первичной модели ушной раковины на 3D-принтере, – этот процесс занял примерно сутки. Затем эту модель погрузили в заливочный состав, а после затвердевания извлекли, получив в результате полую гибкую форму для заливки силикона.
Эта заливка проходила в два этапа. На первом ученые заполнили форму на 80% и поместили в нее напечатанный каркас с муляжами электронных компонентов протеза, которые повторяют оригинальные детали по габаритам и массе. На следующем этапе форму долили силиконом. После этого муляжи извлекли и в освободившееся пространство установили оригинальные компоненты протеза, спаяв электрические соединения.
По словам разработчиков и создателей протеза с эстетичной ушной раковиной, он выглядит очень естественно и при этом его можно в случае повреждения легко снять для ремонта.
- Для установки протеза в череп вживляют импланты-крепления, эта операция несложная и проходит под общим наркозом, – рассказывает заведующий кафедрой оториноларингологии ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера Алексей Еловиков.
Если электроника для бионического протеза может изготавливаться серийно, то силиконовая ушная раковина – только индивидуально, на основе сканирования здоровой ушной раковины человека. В случае отсутствия обеих их форма будет подбираться из базы больших данных (цифровой библиотеки), которая поэтапно формируется специалистами.