Лаборатория научных исследований биомеханики и инжиниринга – одно из самых молодых подразделений Центра. Лаборатория была создана в 2015 году в результате совместной инициативы директора Центра – доктора медицинских наук А.В. Губина, и директора ООО «Предприятие «Сенсор» – доктора технических наук, профессора Уральского федерального университета В.П. Кузнецова. Сама идея создания мощного подразделения, аккумулирующего возможности наукоемкого производства предприятия «Сенсор» и клинической базы Центра, возникла во время совместного обсуждения конструкций имплантатов для протезирования пальцев рук и возможности проведения таких операций в РНЦ «ВТО» имени акад. Г.А. Илизарова. Выяснилось, что опытнейшим хирургам катастрофически не хватает технических знаний, а инженерам необходима грамотная с медицинской точки зрения постановка задачи.

В первый состав лаборатории вошли 5 человек: доктор технических наук В.П. Кузнецов, кандидат технических наук В.Г. Горгоц, инженеры-конструкторы А.В. Аникеев и М.В. Гладышев, специалист по проектам Г.С. Анисимова. В 2018 году на должность инженера-конструктора был принят А.С. Скоробогатов – кандидат технических наук по специальности «Материаловедение».

Слева направо: старший научный сотрудник к.т.н. В.Г. Горгоц, инженер-конструктор к.т.н. А.С. Скоробогатов, заведующий лабораторией д.т.н. В.П. Кузнецов, специалист по проектам Г.С. Анисимова, инженер-конструктор М.В. Гладышев

Цель создания лаборатории

Проведение НИОКР в области биомеханики, медицинского материаловедения и инжиниринга новых медицинских изделий для остеоинтеграции и протезирования

Задачи

  • Научное обоснование материалов и конструкций новых изделий для остеоинтеграции
  • Создание 3D-моделей и изготовление имплантатов для животных (крыса, кролик, собака) методом лазерного сплавления и механической обработки
  • Разработка аппаратов внешней фиксации для управления остеоинтеграцией методом компрессии
  • Разработка оригинальных конструкций абатментов и протезов, совместимых с новыми конструкциями имплантатов
  • Проектирование и модернизация стендов и устройств для исследования биомеханических систем

Достижения

  • Изготовлены имплантаты для остеоинтеграции, реализующие возможности аддитивной технологии лазерного сплавления
  • Разработаны новые подходы к остеоинтеграции на основе создания специальных аппаратов внешней фиксации с управляемой компрессионной нагрузкой
  • Выполнена модернизация комплекса для изучения влияния электростимуляции на процессы репарации тканей в эксперименте
  • Спроектирован и изготовлен опытный образец мобильного комплекса динамического HALO-вытяжения: HALO DINAMIC SENSOR SYSTEM
  • Разработки лаборатории опубликованы в научных статьях и защищены патентами РФ на изобретения и полезные модели

Научные работы

  1. Gubin A.V., Kuznetsov V.P., Borzunov D.Y. et.al. Chellenges and Perspectives in the Use of Additive Technologies for Making Customized Implants for Traumatology and Orthopedics // Biomedical Engineering (2016)50:285.
  2. Корюков А.А., Губин А.В., Кузнецов В.П., Борзунов Д.Ю. и др. Возможности улучшения функции и косметики культей пальцев кисти методом оссеоинтеграции // Гений ортопедии. – 2016. –№4. –С. 22-28.
  3. Кузнецов В.П., Степанов С.И., Ильиных М.В., Скоробогатов А.С. т др. Механические свойства высокопористого титанового сплава для костных имплантатов // Уральская школа молодых материаловедов: сборник материалов XVII Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов – молодых ученых (Екатеринбург, 5 – 9 декабря 2016 г.). В 2 ч. Ч.2. – Екатеринбург: УрФУ, 2016. – С. 214-218.
  4. Первые результаты остеоинтеграции внутрикостного имплантата с модифицированной поверхностью (экспериментальное исследование) / А.В. Губин, Д.Ю. Борзунов, В.П. Кузнецов, Е.Н. Овчинников, Е.Н. и др. // Илизаровские чтения : научн.-практ. конф. с международным участием «Костная патология: от теории до практики», посвящ. 95-летию со дня рождения Г.А. Илизарова, 65-летию метода Илизарова, 45-летию Центра Илизарова. – Курган, 2016. – С. 123–124.
  5. Губин А.В., Корюков А.А., Резник А.В., Кузнецов В.П., Владимирова О.Н. Оссеоинтеграция – новая технология в протезировании пациентов после ампутации конечностей и ее организационные вопросы // Сборник материалов научно-практической конференции «Актуальные вопросы количественной оценки нарушений функции организма в соответствии с классификациями и критериями, используемыми при осуществлении медико-социальной экспертизы граждан федеральными государственными учреждениями медико-социальной экспертизы в рамках реализации Государственной программы Российской Федерации «Доступная среда» на 2011 – 2010годы – Москва: Минтруд России, 2016. – С. 7-8.
  6. Горбач Е.Н., Еманов А.А., Овчинников Е.Н., Кузнецов В.П., Фефелов А.С., Горгоц В.Г., Борзунов Д.Ю., Губин А.В. Остеоинтеграция инновационных кастомизированных имплантатов в трубчатой кости (экспериментальное исследование) //Современные технологии в медицине . – 2017. –№1. – том 9. – С. 78-84.
  7. Gorbach Е.N., Yemanov А.А., Ovchinnikov Е.N., Kuznetsov V.P., Fefelov А.S., Gorgots V.G., Borzunov D.Y., Gubin A.V. Osseointegration of Innovative Customized Implants in the Tubular Bone (Experimental Study). Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(1): 78–84.
  8. Кузнецов В.П., Горгоц В.Г., Аникеев А.В., Еманов А.А. Производство новых внутрикостных остеоинтегрируемых имплантатов методом аддитивных технологий // Вестник Курганского государственного университета. – Серия «Технические науки». Выпуск 12. – 2017. – №2(45). – С. 120 – 125.
  9. Горбач Е.Н., Еманов А.А., Резник А.В., Кузнецов В.П., Борзунов Д.Ю., Ильиных М.В., Губин А.В. Остеоинтеграция кастомизированных имплантов в трубчатой кости в условиях фиксации аппаратом Илизарова (экспериментальное исследование) // Сборник материалов научно-практической конференции с международным участием «Возможности прототипирования и аддитивных технологий в травматологии и ортопедии. Осмысление первых результатов» (Санкт-Петербург, РНИИТО им. Р.Р. Вредена, 17 февраля 2017 года).
  10. Экспериментальное обоснование оссеоинтеграции оригинальных имплантатов для дистального протезирования с использованием аддитивных технологий / А. А. Еманов, Е. Н. Горбач, А. В. Резник, А. В. Губин, В. П. Кузнецов, Д. Ю. Борзунов, Е. Н. Овчинников // Илизаровские чтения : материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием и IV съезда травматологов и ортопедов Урал. федер. округа : 1-эл. опт. диск. - Курган, 2017. - С. 96-97.
  11. Osteointegration of customized implants in tubular bone in Ilizarov external fixation (experimental study)  : abstracts 3 World Ortho ReCon ILLRS & ASAMI Congress, Lisbon, 2017  / A. V. Reznik, E. N. Gorbach, A. A. Emanov, V. P. Kuznetsov, A. V. Gubin, D. Y. Borzunov // JLLR . - 2017. – Vol. 3, N 1(July-Dec.). -p. 36.
  12. Степанов С.И., Логинов Ю.Н., Кузнецов В.П., Попов А.А. Влияние отжига на структуру и свойства титанового сплава медицинского назначения с ячеистой структурой // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2018. – №5 (755). – С.42–48.
  13. S.I. Stepanov, Yu.N. Loginov, V.P. Kuznetsov, A.A. Popov. Effect of Annealing on the Structure and Properties of Titanium Alloy With  Cellular Architecture For Medical Applications // Metal Science and Heat Treatment, Vol. 60. Nos. 5-6, September, 2018.
  14. Еманов А.А., Горбач Е.Н., Стогов М.В., Кузнецов В.П., Дьячков А.Н. Выживаемость чрескожных имплантатов в условиях различной механической нагрузки на кость // Гений ортопедии. – 2018. – Том 24. – №4. – С. 500–506.
  15. Еманов А.А., Кузнецов В.П., Горбач Е.Н., Стогов  М.В., Борзунов Д.Ю., Губин А.В., Резник А.В. Эффективность остеоинтеграции имплантатов в трубчатой кости кролика с аппаратом Илизарова // Материалы международной научно-практической конференции «Илизаровские чтения» – Курган, 2018. – С. 58-59.
  16. Еманов А.А., Кузнецов В.П., Горбач Е.Н., Стогов  М.В., Борзунов Д.Ю., Губин А.В., Резник А.В. Сравнительное исследование остеоинтеграции титановых и стальных имплантатов в большеберцовой кости кролика в условиях внешней фиксации // Материалы международной научно-практической конференции «Илизаровские чтения» – Курган, 2018. – С. 57-58.
  17. Резник А.В., Еманов А.А., Горбач Е.Н., Губин А.В., Кузнецов В.П. Оссеоинтеграция кастомизированных имплантатов трубчатых костей в эксперименте // В книге: Реабилитация - XXI век: традиции и инновации. Материалы II Национального конгресса с международным участием. 2018. С. 136-137.
  18. Sharkeev Yu.P., Vavilov V.P., Sktipnyak V.A., Legostaeva E,V., Belyavskaya O.A., Kuznetsov V.P. et al. Infrared Thermography and Generation of Heat under Deformation of Bioinert Titanium-and Zirconium-Based Alloys // Russian Journal of Nondestructive Testing, 2019, Vol. 55, No. 7, pp. 533-541.

Патенты РФ на изобретения и полезные модели

  1. Патент РФ №152558. Имплантат культи трубчатой кости / Кузнецов В.П., Губин А.В., Корюков А.А., Горгоц В.Г. Опубл. 19.06.2015. Бюл. №16.
  2. Патент РФ №160190. Стенд для измерения жесткости моделей костной биомеханической системы с аппаратом внешней фиксации / Кузнецов В.П., Попков А.В., Гладышев М.В., Попков Д.А., Горгоц В.Г. Опубл. 10.03.2016. Бюл. №7.
  3. Патент РФ №170889. Комплексное устройство для фиксации инфузионной системы / Кузнецов В.П., Ширяева Ю.С., Резник А.В., Горгоц В.Г. Опубл. 12.05.17. Бюл. №14.
  4. Патент РФ №2631631 Способ остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость и система для его осуществления / Кузнецов В.П., Губин А.В., Борзунов Д.Ю., Аникеев А.В., Горгоц В.Г., Резник А.В., Еманов А.А., Корюков А.А. Опубл. 14.09.17. Бюл. №26.
  5. Патент РФ №170103. Имплантат культи трубчатой кости / Кузнецов В.П., Губин А.В., Еманов А.А., Аникеев А.В., Горгоц В.Г., Резник А.В., Борзунов Д.Ю., Овчинников Е.Н. Опубл. 13.04.2017. Бюл. №11.
  6. Патент РФ №185647. Устройство для остеоинтеграции имплантата в кость культи нижней конечности / Кузнецов В.П., Губин А.В., Горгоц В.Г., Аникеев А.В., Борзунов Д.Ю., Еманов А.А. Опубл. 13.12.2018. Бюл. №35

Сотрудники

Кузнецов Виктор Павлович

Заведующий лабораторией, доктор технических наук

Горгоц Владимир Георгиевич

Старший научный сотрудник, кандидат технических наук

Скоробогатов Андрей Сергеевич

Инженер-конструктор, кандидат технических наук

Анисимова Галина Сергеевна

Специалист по проектам