Новый углеродный композит решает проблему визуализации переломов при лечении
Каждый год множество пациентов получает помощь в лечении серьезных переломов с использованием металлических конструкций, таких как пластины или стержни. Однако основной материал, нержавеющая сталь, обладает одним значительным недостатком: она не пропускает рентгеновские лучи, что приводит к образованию ярких артефактов на снимках и КТ. Эти артефакты затрудняют врачам оценку процесса сращения костей. В Пермском Политехническом университете ученые разработали инновационный углерод-углеродный композит, который обладает необходимой прозрачностью для рентгена и сохраняет высокую прочность даже после сильного облучения.
На сегодняшний день вместо металлов применяются радиопрозрачные полимеры и композиты. Однако они подвержены потере прочности при многократных рентгенологических обследованиях. Исследователи из Перми впервые протестировали углерод-углеродный композит под воздействием интенсивного облучения. В рамках эксперимента были изготовлены цилиндрические образцы диаметром 4 мм, соответствующие стержням, используемым в аппаратах для наружной фиксации при переломах.
Экспериментальные образцы были разделены на четыре группы, три из которых подверглись гамма-облучению с использованием кобальта-60 при дозах 5, 10 и 15 Мрад, в то время как четвертая группа осталась необлученной, чтобы использовать её в качестве контрольной. Согласно словам Александра Сотина, кандидата технических наук и доцента ПНИПУ, доза 15 Мрад в несколько раз превышает количество радиации, получаемое пациентом в ходе обычного рентгенологического обследования. Учёные намеренно создали экстремальные условия для оценки прочности материала.
После облучения образцы тестировались на растяжение, сжатие и изгиб для определения прочности до момента разрушения. Как отметил доцент Владимир Онискив, результаты показали, что углеродный композит сохраняет свою прочность даже после облучения до 15 Мрад, изменяясь только на 6–7%. Материал продемонстрировал устойчивость к нагрузкам свыше 170 МПа, что эквивалентно весу около 17 кг на площади спичечной головки. После экстремальных испытаний композит сохранил 88–94% своих первоначальных характеристик.
Исследователи подчеркнули, что этот углерод-углеродный композит объединяет в себе высокую механическую прочность и полную прозрачность для рентгена, что позволит врачам более точно видеть область перелома и не беспокоиться о том, что повторные исследования могут ослабить имплант. Они уверены, что их разработка способствует созданию нового поколения ортопедических изделий для наружной фиксации, что повысит безопасность и контролируемость лечения переломов.
На сегодняшний день вместо металлов применяются радиопрозрачные полимеры и композиты. Однако они подвержены потере прочности при многократных рентгенологических обследованиях. Исследователи из Перми впервые протестировали углерод-углеродный композит под воздействием интенсивного облучения. В рамках эксперимента были изготовлены цилиндрические образцы диаметром 4 мм, соответствующие стержням, используемым в аппаратах для наружной фиксации при переломах.
Экспериментальные образцы были разделены на четыре группы, три из которых подверглись гамма-облучению с использованием кобальта-60 при дозах 5, 10 и 15 Мрад, в то время как четвертая группа осталась необлученной, чтобы использовать её в качестве контрольной. Согласно словам Александра Сотина, кандидата технических наук и доцента ПНИПУ, доза 15 Мрад в несколько раз превышает количество радиации, получаемое пациентом в ходе обычного рентгенологического обследования. Учёные намеренно создали экстремальные условия для оценки прочности материала.
После облучения образцы тестировались на растяжение, сжатие и изгиб для определения прочности до момента разрушения. Как отметил доцент Владимир Онискив, результаты показали, что углеродный композит сохраняет свою прочность даже после облучения до 15 Мрад, изменяясь только на 6–7%. Материал продемонстрировал устойчивость к нагрузкам свыше 170 МПа, что эквивалентно весу около 17 кг на площади спичечной головки. После экстремальных испытаний композит сохранил 88–94% своих первоначальных характеристик.
Исследователи подчеркнули, что этот углерод-углеродный композит объединяет в себе высокую механическую прочность и полную прозрачность для рентгена, что позволит врачам более точно видеть область перелома и не беспокоиться о том, что повторные исследования могут ослабить имплант. Они уверены, что их разработка способствует созданию нового поколения ортопедических изделий для наружной фиксации, что повысит безопасность и контролируемость лечения переломов.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
