Группы ученых из Саарландского университета разрабатывает «умные» имплантаты, которые позволяют не только стабилизировать перелом, но и отслеживать процесс консолидации и обеспечивать поддержку при необходимости. Микроактуаторы имеют встроенные сенсоры и обладают памятью формы. Если консолидация происходит неправильно, имплантаты могут механически реагировать в области перелома с помощью адаптации жесткости и применения контролируемых микро-движений, что стимулирует ткани и способствует регенерации костей. В настоящее время консолидация костей контролируется с помощью рентгенографии, которая проводится через несколько недель после перелома, а до этого процесс восстановления не контролируется. Ученые Саарландского университета начали проект, целью которого является создание индивидуальных имплантатов, которые смогут отслеживать процесс консолидации in vivo. Имплантаты могут динамически адаптироваться к процессу консолидации за счет увеличения или уменьшения жесткости по мере необходимости. Микромеханическая стимуляция в области перелома также активно способствует регенерации костной ткани.
Команда ученых представила прототип имплантата на выставке Hannover Messe, который способен не только отслеживать процесс консолидации перелома, но может активно поддерживать его. Имплантат фиксирует образование новой ткани в месте перелома и небольшие движения по краям перелома, свидетельствующим о здоровой консолидации костей.
Кроме того, интеллектуальный имплантат имеет механизм, позволяющий ему проводить механическую адаптацию к изменениям, возникающим в месте перелома. На ранней стадии консолидации имплантат укрепляет и стабилизирует область перелома. По мере процесса регенерации имплантат переключается в гибкий режим, и он может выполнять небольшие движения для стимуляции процессов роста костей. В «умных» имплантатах используются встроенные датчики положения и пучки сверхтонких никель-титановых (нитиноловых) проволок, которые действуют как микроактуаторы. Эти пучки обладают способностью сокращаться и расслабляться, что позволяет увеличиваться или уменьшаться зазору в области перелома.
Мониторинг зазора перелома с помощью ИИ позволяет врачам оценивать процесс консолидации без рентгенографии.
