Лазерный мир

Несколько лет назад Университет ИТМО совместно с заводом «Lenmiriot» из группы компаний «ОРТОС» и Первым Санкт-Петербургским государственным университетом имени академика И. П. Павлова поставили перед собой задачу разработки перспективной технологии обработки поверхности дентального имплантата, обеспечивающей отсутствие токсичных вкраплений и исключающей необходимость использования сторонних материалов. По мнению учёных, именно соблюдение этих условий делает «приживаемость» гарантированным.

Поговорив с научными сотрудниками Международной лаборатории лазерных микро- и нанотехнологий (ЛМНТ) Университета ИТМО, мы выяснили, что в настоящее время «ОРТОС» уже запустил продажи инновационного изделия.

Ю. Ю. Карлагина.

– Расскажите подробнее про проект?

– Основная цель проекта – разработка лазерной технологии модификации поверхности титановых дентальных имплантатов для улучшения их остеоинтеграции.

Нами были поставлены следующие задачи:

— проведение комплекса междисциплинарных исследований по исследованию влияния параметров лазерного воздействия на физико-химические свойства поверхности сплава титана,

— исследование биосовместимости и безопасности лазерно-сформированных рельефов in vitro,

— исследование остеоинтеграции имплантатов in vivo.

Техническая разработка заключалась в том, что помимо самого остеоиндуктивного рельефа поверхности имплантата необходимо было создать автоматизированный способ его формирования. Для этого мы разработали специальное программное обеспечение, позволяющее обрабатывать поверхность более ста видов дентальных имплантатов, различающихся как формой, так и размерами – результатом совместной разработки лаборатории ЛМНТ ИТМО и компании «Лазерный Центр» стал автоматизированный лазерный технологический комплекс для структурирования поверхности дентальных имплантатов.

Данный комплекс был признан «Лауреатом конкурса ЛАС 2021 года», проведенного международной научно-технической организацией «Лазерная Ассоциация» (ЛАС).

– Кто участвовал в разработке технологии?

– В разработке лазерной технологии структурирования поверхности титановых дентальных имплантатов участвовали сотрудники ЛМНТ Университета ИТМО под руководством профессора Вейко Вадима Павловича:

— старший научный сотрудник к.т.н. Одинцова Галина Викторовна;

— инженер-исследователь Карлагина Юлия Юрьевна;

— инженер-исследователь Романов Валерий Витальевич;

— инженер Яцук Роман Михайлович.

– Каковы были ожидания в начале работы, и что думает команда по поводу текущих результатов? Были ли сложности в пр

Кандидат технических наук, сотрудник международной научной лаборатории лазерных микро-и нанотехнологий и систем Галина Одинцова:

– Свою разработку мы начали практически с нуля – провели литературный обзор, составили план НИР, провели предварительные испытания. Все это позволило нам понять, куда двигаться дальше, какие параметры рельефа и особенности взаимодействия с биологическими объектами нужно учесть. Благодаря сильной базе и значительному опыту нашей команды в области взаимодействия лазерного излучения с веществом, мы были уверены, что своей цели добьемся. Также не составило и труда найти новые контакты с высококвалифицированными биологами и медиками. Кроме того, мы сейчас развиваем данное направление исследований и подключили к работе кандидата физико-математических наук Дмитрия Полякова и кандидата технических наук Андрея Самохвалова. Совместно с ними мы будем развивать тему по созданию биосовместимых и антибактериальных покрытий, которые формируются в результате осаждения из лазерной плазмы, возникающей при абляции титана.

– Известно, что студенты тоже принимали участие в проекте. Какие преимущества это дает им?

Студент 3-го курса направления «Лазерная фотоника и оптоэлектроника», старший лаборант Международной лаборатории лазерных микро- и нанотехнологий Максим Радаев:

– Студенты не только применяют на практике полученные теоретические знания, но и принимают участие в реализации промышленных проектов – так они могут зарекомендовать себя перед потенциальными работодателями. Также, ребята приобретают навыки командной работы, учатся составлению и написанию документов, патентов и научных статей. Помимо всего прочего, студенты могут представлять результаты на научных конференциях и симпозиумах. Так, в развитии данной тематики по функционализации поверхности медицинских изделий с этого года принимают участие две моих одногруппницы – Елизавета Ловушкина и Ксения Михайлова. Они довольно быстро включились в тему исследований и в данный момент готовятся к выступлению на международной научной конференции следующим летом.

– Каковы перспективы у данной технологии в рамках сотрудничества с индустриальными партнёрами?

– Данную технологию можно применять не только для дентальных имплантатов, но и для других видов имплантатов, предназначенных для сращивания с костью – имплантат тазобедренного сустава, индивидуальные челюстные мембраны, черепные имплантаты и др. Для этого необходимо разработать новую оснастку лазерного технологического комплекса для закрепления и перемещения медицинского изделия, а также обновить программное обеспечение. Сейчас мы развиваем данное направление разработки в рамках выполнения работ по 218 Постановлению Правительства РФ по теме «Создание высокотехнологичного производства оборудования и технологий для лазерной функционализации поверхности изделий медицинского назначения». При осуществлении проекта будут разработаны и созданы лазерные комплексы для функционализации поверхности изделий медицинского назначения, которые смогут обеспечить следующий набор функций:

— улучшение биосовместимости (имплантаты различного назначения);

— увеличение бактериальной резистивности (медицинские инструменты, ортопедические компоненты: абатменты, винты, мебраны и пр.);

— идентификация изделий (медицинские инструменты, ортопедические компоненты: абатменты, винты, мебраны и пр.);

— снижение шероховатости поверхности изделий после 3D печати (имплантаты различного назначения).

– Расскажите про сотрудничество с компанией «ОРТОС» более подробно. Планируете ли вы продолжать сотрудничество, и есть ли новые идеи по проектам в области биомедицины?

– У нас сложилось очень дружное и эффективное сотрудничество. На данный момент мы занимаемся своими разработками в рамках 218 Постановления и проекта РНФ ведущие ученые, а «ОРТОС» – запустил продажи инновационного изделия. Мы будем рады и будущему сотрудничеству по внедрению других инновационных разработок.

Источник: https://vk.com/@lmnt_itmo-proryvnoe-reshenie-lmnt-2021-uchenye-razrabotali-tehnologiu

По теме: 

• Лазеры для медицины: как ученые ИТМО с партнерами работают над решением проблемы медицинских титановых сплавов
• Разработка и лазерное формирование структуры типа «остеон» на поверхности титана