РНФ поддержал продление проекта ПИШ СПбПУ по имплантатам из мета-биоматериалов

Ранее команда выполнила расчетно-экспериментальное исследование пористых титановых имплантатов. В проекте были отработаны методы цифрового моделирования механических свойств метаматериалов, анализа системы «кость — имплантат» и прогнозирования остеоинтеграции.

На следующем этапе исследователи переходят к полимерным конструкциям. В качестве материала выбран полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), а в качестве целевого изделия — пористые межтеловые кейджи для шейного и грудопоясничного отделов позвоночника. Изготовление планируется вести методом экструзионной 3D-печати филаментом (FDM/FFF).

Основное изменение касается уровня моделирования. Если раньше процессы остеоинтеграции рассматривались на уровне элементарной ячейки, то теперь задача будет решаться для всего объема имплантата. Это позволит учитывать реальные условия нагружения и оценивать глубину врастания костной ткани в поровое пространство конструкции.

В 2026 году планируется построение геометрических и конечно-элементных моделей новых метаматериалов, расчет их упругопластических свойств и анализ напряженно-деформированного состояния кейджей. В 2027 году внимание сосредоточат на моделировании регенерации костной ткани внутри имплантата и верификации расчетных моделей на экспериментальных образцах.

Практическим итогом проекта станет комплекс цифровых моделей пористых имплантатов на основе ПЭЭК и оценка их прочности и стабильности при физиологических нагрузках.