Сегодня - 14.07.2020

Томские исследователи усовершенствовали насосы для сердца

15 июня 2020
 
Ученые из Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) улучшили работу механических насосов для сердца путем нанесения на их детали специального кремний-углеродного покрытия.
 
Комплекс работ был начат два года назад научным сотрудником лаборатории прикладной электроники ИСЭ СО РАН кандидатом технических наук Александром Сергеевичем Гренадеровым, который в 2018 году защитил кандидатскую диссертацию, посвященную применению кремний-углеродных пленок для повышения износостойкости материалов и обеспечения просветления кремниевых пластин в инфракрасной области длин волн.
 
«Мне попалась интересная статья, в которой представители компании “ИМПУЛЬС-проект” рассказывали о проблемах создания механических насосов для сердца, — говорит ученый. — Это медицинское изделие является одним из самых востребованных в кардиологии, однако некоторые импортные насосы имеют ряд существенных минусов: это недостаточная износостойкость, тромбообразование на внутренних поверхностях изделий и разрушение эритроцитов в процессе перекачки крови. Так родилась идея — попробовать наносить кремний-углеродные пленки на титановые изделия насосов, тем самым улучшив свойства отечественных медицинских имплантатов». 
 
«ИМПУЛЬС-проект» производит механические насосы из титана (этот материал сейчас один из самых востребованных в производстве имплантатов), поверхность которого достаточно шероховатая. Если сразу наносить на нее пленку, то покрытие будет повторять рельеф, что не позволит добиться требуемых свойств материала. Так как в отличие от сталей полировать титан проблематично, то сначала в лаборатории вакуумной электроники ИСЭ СО РАН поверхность изделий насосов подвергается электронно-пучковой обработке, что способствует ее сглаживанию. Только после этого наносятся кремний-углеродные пленки, придающие износостойкость и биосовместимость деталям насоса. В институте была разработана и специально модернизирована под эту задачу установка. 
 
Сегодня исследования ведутся в кооперации с Национальным медицинским исследовательским центром им. Е. Н. Мешалкина, Балтийским федеральным университетом им. И. Канта (Калининград), инновационной компанией АО НПК «ИМПУЛЬС-проект» (Новосибирск) и Индийским технологическим институтом Мадраса (Ченнаи).
 
В ходе реализации гранта РНФ всеми организациями-партнерами был проведен ряд экспериментов и испытаний, которые показали хорошие результаты. Помимо высокой износостойкости, насосы обладают хорошей инертностью (то есть не отторгаются организмом как чуждое инородное тело), их применение не приводит к гибели лейкоцитов, разрушению эритроцитов и тромбообразованию. В ближайшее время в Индии пройдет дополнительный комплекс исследований, касающийся жизнедеятельности различных клеток в зависимости от времени воздействия.
 
Параллельно промышленный партнер АО НПК «ИМПУЛЬС-проект» в рамках проекта Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере модифицирует сам насос. Уже прошли успешные клинические испытания на животных, которые показали, что такое медицинское изделие приживается очень хорошо. Значимым событием стало получение патента РФ на технологию по нанесению кремний-углеродных пленок. Впереди — следующий этап внедрения изделий, начало их применения в НМИЦ им. Е. Н. Мешалкина и других медицинских учреждениях России.
 
Как отметил Александр Гренадеров, в планах — открытие инновационного предприятия, которое будет развивать технологии по нанесению различных покрытий на изделия медицинского назначения, а также создание высокопроизводительной установки, способной обрабатывать небольшие серийные партии. Помимо механических насосов, пленки будут наноситься на медицинские инструменты: предварительные результаты показали, что инструменты с упрочненной поверхностью обладают высокой износостойкостью, улучшенными коррозионными и механическими свойствами и способны выдержать больше циклов стерилизации. 
 
Пресс-служба ТНЦ СО РАН
 
Поделись с друзьями: 

Система Orphus