Создан новый тип легкого 3D-печатного корсета для улучшения лечения сколиоза

Новый тип легкого 3D-печатного корсета для спины, способного определять, насколько эффективно он подходит пациентам, может привести к улучшению лечения сколиоза, говорят его разработчики.

Сколиоз, распространенная форма деформации позвоночника, поражает около трех процентов населения, чаще всего в возрасте от 10 до 15 лет. У молодых людей его можно исправить с помощью спинного корсета, который носят до тех пор, пока ребенок не перестанет расти.

Несмотря на эффективность лечения с помощью корсета, он может быть неудобен и может потребовать длительного процесса проб и ошибок, чтобы подобрать оптимальный вариант для каждого пациента.

Группа инженеров и медиков из Великобритании и США соединила полипропилен, легкий пластик, пригодный для вторичной переработки, с углеродными нанотрубками, чтобы создать сотовый материал, способный определять степень деформации (и напряжения), которую он испытывает во время использования.

По мнению исследователей, этот материал может быть использован для создания "умного" бандажа, способного определять давление, которое он оказывает на тело человека, что позволит лучше настроить бандаж и сделать процесс лечения более комфортным.

В новой работе, опубликованной в журнале ACS Applied Materials and Interfaces, группа специалистов под руководством Университета Глазго описывает, как углеродные нанотрубки, размещенные в материале, известном как полипропиленовый случайный сополимер, придали ему способность формировать электропроводящую сеть по всей своей структуре.

Они использовали 3D-печать для создания решетчатых структур из материала и подвергали их статическим и циклическим нагрузкам, измеряя при этом изменение электрического сопротивления "умного" композита под нагрузкой.

Именно эта мера изменения пьезосопротивления материала может помочь в будущем создать "умный" бандаж, позволяя медикам видеть, какие участки тела оказывают максимальное давление на бандаж.

Испытания показали, что даже после 100 циклов нагрузки и разгрузки материал сохранил способность чувствовать деформацию, испытываемую материалом, что позволяет предположить, что он может быть достаточно "умным", чтобы использовать его в корсетах.

Доктор Шанмугам Кумар из Инженерной школы Джеймса Уатта Университета Глазго является автором статьи.

Коллеги из Техасского университета A&M, Массачусетской больницы общего профиля и Массачусетского технологического института в Соединенных Штатах Америки также внесли свой вклад в исследование.

Доктор Кумар сказал: "Сколиоз - это болезненное и изнурительное заболевание, и хотя нынешнее поколение брекетов лучше, чем когда-либо, все еще есть много возможностей для улучшения".




Работа команды под названием "Синтез и характеристика термопластичных нанокомпозитов, легированных углеродными нанотрубками, для аддитивного производства самочувствующих пьезорезистивных материалов" опубликована в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.