Проектирование и экспериментальные исследования прототипа персонализированного гибридного протеза межпозвонкового диска

Дегенеративно-дистрофические изменения межпозвонкового диска, сопровождающиеся хронической болью, ограничением подвижности и постепенным разрушением элементов позвоночника, являются cерьезной патологией, требующей оперативного вмешательства, лечение которой осуществляется посредством полной или частичной замены поврежденной ткани. В настоящее время 3D-печать активно используется при создании протезов межпозвонковых дисков благодаря высокой точности изготовления и возможности производства персонализированных имплантатов. В сочетании с имитацией интактной двухфазной структуры такой подход способствует сохранению естественного биомеханического отклика на физиологические нагрузки. Для искусственного фиброзного кольца перспективными являются конструкции на основе гироидной поверхности из биосовместимых материалов, обладающие уникальными механическими свойствами, а фантомами пульпозного ядра могут выступать гидрогели благодаря структурному сходству и вязкоупругому поведению. В работе предложены подходы к проектированию гироидного фиброзного кольца, изготовленного с помощью экструзионной 3D-печати, реализована технология получения гидрогеля с заданным модулем упругости для имитации пульпозного ядра с использованием прогнозируемого набухания. Проведены механические испытания, оценены упруго-гистерезисные характеристики прототипов гибридных имплантатов при физиологических нагрузках, показано их хорошее соответствие аналогичным характеристикам интактного диска.