Современная электроника №7/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 41 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2023 Рис . 2. Иллюстрация вживляемого имплантата перед хирургической операцией Рис . 3. Иллюстрация накладываемого на поражённый участок ткани имплантата – электронного стимулятора Беспроводное устройство размером с монету и толщиной с лист бумаги рабо - тает автономно около 2 недель , прежде чем естественным образом растворит - ся – впитается в тело . Причём время « разложения » можно « программиро - вать » на этапе создания электронного имплантата путём корректировки тол - щины материала . Иллюстрация того , как PLGA растворяется в живом орга - низме под воздействием температуры человека , представлена в [2]. О том , как работают электронные кардиостимуля - торы на основе имплантатов , расска - зано в [3]. А на рис . 2 представлен вид вживляемого имплантата перед хирур - гической операцией . Отличительная особенность разра - ботки в том , что инженерная биосисте - ма обеспечивает активную терапевти - ческую функцию в программируемом дозированном формате , а затем есте - ственным образом бесследно исчезает в организме . Ведение электрической стимуляции в процессе и после опе - рации для облегчения восстановления организма пациента в случаях , требу - ющих хирургического вмешательства , пока является нестандартной практи - кой . Однако ранее врачам не хватало безопасных технических средств ( раз - работок ) для непрерывного обеспече - ния полного цикла восстановления и заживления . Иллюстрация наклады - ваемого на поражённый участок тка - ни имплантата представлена на рис . 3. На рис . 3 помечены приёмная антен - на имплантата с дистанционным управлением , гибкая соединительная проводящая шина на плёнке и адап - тированная к живым тканям челове - ка трубка - шлейф , созданная по специ - альной технологии PLGA. Костные ткани не только обеспе - чивают « механическую » основу , но и служат хранилищем кальция . Регене - рация критических костных дефектов , вызванных травмами , переломами и опухолями , довольно сильно ограни - чена из - за проблем , связанных с типич - ными методами аутогенной и алло - генной костной пластики . Поэтому в ортопедии растёт спрос на альтерна - тивные материалы : керамику , полиме - ры , металлы , органические заменители костей . Каркасы должны обеспечивать временную поддержку клеток , стиму - лировать их разделение и пролифера - цию для образования новых тканей . Идеальный каркас должен безопасно разрушаться в организме , когда под - держка больше не нужна – быть био - совместимым , механически прочным и безвредным для тканей , иметь тре - буемую пористую структуру [5]. Науке и ранее были известны разные типы биоразлагаемых устройств с широким спектром возможностей . Импульсом для создания описанной перспектив - ной разработки послужили , как это нередко бывает , новые достижения в смежных дисциплинах . Установле - ние пользы терапии на основе электро - стимуляции для ускорения заживле - ния ран явилось этим толчком . Таким образом , спроектировано тонкое гиб - кое устройство , которое оборачивается вокруг повреждённого нерва и подаёт электрические импульсы в выбранные моменты времени в течение несколь - ких дней , прежде чем безвредно разло - жится в живом организме . Устройство питается и управляется по беспровод - ной сети с помощью передатчика вне тела , действующего по тому же прин - ципу , как и « коврик для зарядки » сото - вого телефона . Дистанция уверенной связи между компьютерным устрой - ством управления и имплантатом пока ограничивается 10 метрами . Причём если благодаря способно - сти к биологическому разложению и биосовместимости технология произ - водства сополимеров используется в медицинской практике , то воздействие импульсами малого тока в сочетании с сополимерами является своеобраз - ным ноу - хау . Биоразлагаемые мате - риалы находят широкое применение в терапии : производство вакцин , новых лекарственных препаратов и способов доставки субстанций , в тканевой инже - нерии , ортопедии , урологии , гинеколо - гии , стоматологии . Подобные системы разрабатываются и для кардиостиму - ляторов . Базовые полимеры , исполь - зующиеся в биомедицине , в ограни - ченном количестве производятся и в России : ● полигидроксиалканоаты (PHA); ● полимолочная кислота (PLA), поли - гликолевая кислота (PGA) и их соче - тание – PLGA ( полилактидгликолид ); ● полисахариды ( крахмал , целлюлоза , гуаровая камедь ). Российские реалии В Томском государственном уни - верситете ( НИ ТГУ ) продолжаются результативные исследования в обла - сти синтеза и очистки мономеров , уча - ствующих в получении ценных биоде - градируемых полимеров . С 2021 года проводились клинические испытания ,