Саратовские ученые разработали новую конструкцию искусственного клапана сердца

Новую конструкцию одностворчатого искусственного клапана сердца с использованием керамических деталей из диоксида циркония создали ученые подведомственного Минобрнауки России Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина. Разработка повысит эффективность, надежность и биосовместимость протеза, а ее стоимость будет ниже зарубежных аналогов. На новые конструкции получены патенты.

Сердце — это мышечный насос, обеспечивающий беспрерывное движение крови по сосудам. Современная медицина позволяет производить операции по замене клапанов сердца на искусственные. При этом важно, чтобы они исправно функционировали на протяжении всего срока службы.

Разработкой 1, 2, 3, 4-створчатых клапанов и их исследованием многие годы занимается доктор технических наук, профессор кафедры материаловедения и биомедицинской инженерии Института машиностроения, материаловедения и транспорта СГТУ Сергей Пичхидзе совместно со студентами. Так, под его руководством аспирант Роман Небогатиков создал очередную конструкцию одностворчатого клапана с использованием керамических деталей из диоксида циркония — материала, ускоряющего приживаемость протезов.

Новая конструкция клапана относится к области медицинской техники и предназначена для замены нативного трикуспидального клапана сердца человека. Протез включает в себя корпус из диоксида циркония, имеющий форму треугольника Рёло (область пересечения трех окружностей, построенных из вершин правильного треугольника), эластичную полимерную створку, а также сложный узел крепления створки, часть деталей которого являются керамическими.

«Диоксид циркония обеспечит клапану биосовместимость, надежность и износостойкость, в особенности в ответственных элементах клапана — узле крепления, где все детали системы перманентно подвергаются циклической ударной и истирающей нагрузкам», — рассказывает Сергей Пичхидзе.

Как поясняет Роман Небогатиков, специальная обработка поверхности деталей, изготовленных из диоксида циркония, позволяет не только снизить поверхностную пористость материала на 5–7 %, но и увеличить износостойкость образцов в 1,5 раза.

«Разработанные нами конструкции выглядят предпочтительнее своих прототипов за счет улучшенных физико-механических характеристик материала и удовлетворительных гемодинамических параметров», — добавляет аспирант.

В ближайшее время запланированы стендовые испытания нового протеза. По словам авторов, массовое производство таких искусственных клапанов может быть начато через несколько лет, ими также можно будет заменить зарубежные аналоги.

На сегодняшний день по новым конструкциям искусственного клапана сердца получены два патента РФ на полезные модели № 202285 и № 181544.

По результатам научно-исследовательской работы (исследование гемодинамических характеристик) опубликован ряд статей, в том числе в международном издании.