Завод композитных лопастей для ветровых электростанций открыли в Ульяновске
Компания «Русатом Ветролопасти» (входит в композитный дивизион госкорпорации «Росатом») запустила в Ульяновске производство композитных ветролопастей для ветроэнергетических установок (ВЭУ). После выхода на проектную мощность планируется выпускать до 450 лопастей в год, что позволит комплектовать ежегодно до 150 ветроустановок, сообщила пресс-служба Фонд развития промышленности (ФРП).
Инвестиции в создание нового производства составили 1,67 млрд руб., из которых 1,3 млрд рублей в виде льготного займа предоставил федеральный ФРП. На новом заводе уже создано 290 рабочих мест, а в первой половине планируется увеличение числа рабочих мест до 410 сотрудников. Предприятие «Росатома» будет изготавливать композитные ветролопасти собственной разработки длиной 51 метр и весом 8,5 т.
«Открытие завода в Ульяновске — это значимый шаг для не только для ветроэнергетической отрасли России, но и не менее важное достижение для композитного дивизиона „Росатома“. Запуск производства лопастей позволяет завершить формирование полной технологической цепочки по стеклопластикам, что укрепляет национальную технологическую независимость и повышает конкурентоспособность страны в сфере передовых материалов. Сегодняшнее событие подтверждает высокий уровень нашей экспертизы и амбициозность задач, которые мы перед собой ставим», — прокомментировал генеральный директор композитного дивизиона госкорпорации «Росатом» Александр Тюнин.
Первые отечественные лопасти из Ульяновской области планируется поставить на Новолакскую ветроэлектростанцию в Дагестане. «Росатом» приступил к ее строительству в ноябре 2024 года. На площадке будет установлено 120 ветроустановок по 2,5 МВт каждая, общая мощность составит 300 МВт. Новолакская ВЭС станет крупнейшей на территории России.
Ветролопасти — это последний основной компонент ветроэнергетических установок, серийный выпуск которого до запуска ульяновского производства отсутствовал в России. Благодаря запуску их производства в Ульяновске уровень локализации российских ВЭУ возрастет с 68% до 85%. Применяемые технологии производства обеспечивают срок эксплуатации установок в 25 лет.
Компания «Русатом Ветролопасти» (входит в композитный дивизион госкорпорации «Росатом») запустила в Ульяновске производство композитных ветролопастей для ветроэнергетических установок (ВЭУ). После выхода на проектную мощность планируется выпускать до 450 лопастей в год, что позволит комплектовать ежегодно до 150 ветроустановок, сообщила пресс-служба Фонд развития промышленности (ФРП).
Инвестиции в создание нового производства составили 1,67 млрд руб., из которых 1,3 млрд рублей в виде льготного займа предоставил федеральный ФРП. На новом заводе уже создано 290 рабочих мест, а в первой половине планируется увеличение числа рабочих мест до 410 сотрудников. Предприятие «Росатома» будет изготавливать композитные ветролопасти собственной разработки длиной 51 метр и весом 8,5 т.
«Открытие завода в Ульяновске — это значимый шаг для не только для ветроэнергетической отрасли России, но и не менее важное достижение для композитного дивизиона „Росатома“. Запуск производства лопастей позволяет завершить формирование полной технологической цепочки по стеклопластикам, что укрепляет национальную технологическую независимость и повышает конкурентоспособность страны в сфере передовых материалов. Сегодняшнее событие подтверждает высокий уровень нашей экспертизы и амбициозность задач, которые мы перед собой ставим», — прокомментировал генеральный директор композитного дивизиона госкорпорации «Росатом» Александр Тюнин.
Первые отечественные лопасти из Ульяновской области планируется поставить на Новолакскую ветроэлектростанцию в Дагестане. «Росатом» приступил к ее строительству в ноябре 2024 года. На площадке будет установлено 120 ветроустановок по 2,5 МВт каждая, общая мощность составит 300 МВт. Новолакская ВЭС станет крупнейшей на территории России.
Ветролопасти — это последний основной компонент ветроэнергетических установок, серийный выпуск которого до запуска ульяновского производства отсутствовал в России. Благодаря запуску их производства в Ульяновске уровень локализации российских ВЭУ возрастет с 68% до 85%. Применяемые технологии производства обеспечивают срок эксплуатации установок в 25 лет.
Врачи Центра травматологии успешно применяют 3D-технологии на этапе предоперационного планирования
В Центре травматологии, ортопедии и нейрохирургии активно применяют технологии 3D-моделирования на этапе предоперационного планирования. Суть метода заключается в том, что на основе данных компьютерной томографии выделяется целевой сегмент для 3D-печати. Напечатать можно абсолютно любые фрагменты костных структур, любой формы и сложности, в натуральную величину, с высокой точностью в 50 микрон.
Планирование оперативного вмешательства – важнейший этап в травматологии и ортопедии, в ходе которого изучаются особенности клинического случая, выявляются возможные риски во время проведения операции, при необходимости подбирается имплант.
Как пояснил главный врач Центра травматологии Михаил Яговкин, в клинике 3D-моделирование используется при сложных дефектах костей черепа и сложных конфигурациях переломов и деформаций позвоночника.
- К примеру, этой осенью к нам поступила 9-летняя девочка с врожденной аномалией развития грудного отдела позвоночника. Маленькой пациентке диагностированы диспластический правосторонний грудо-поясничный сколиоз 3 степени, комплектный правосторонний активный полупозвонок – врождённый порок развития позвоночника, при котором развивается только одна сторона тела позвонка. Мы провели сложную операцию по удалению полупозвонка и постановке винтостержневой системы. Чтобы визуализировать полупозвонок, была изготовлена 3D-модель фрагмента позвоночника. Это позволило подготовиться к операции, максимально точно определить локацию оперативного вмешательства с целью удаления дужек (отростков) и тела полупозвонка с последующей установкой отмоделированного титанового стержня. Оперативное вмешательство прошло успешно, сколиотическая деформация устранена, – поделился главный врач.
Операцию проводил врач-травматолог-ортопед Дмитрий Курдюмов, который занимает пост первого зампреда правительства региона и продолжает хирургическую практику. Он рассказал о преимуществах метода 3D-моделирования.
- В 2020 году Центр травматологии, ортопедии и нейрохирургии стал первым медицинским учреждением в Кировской области, которое начало применять технологию 3D-моделирования на этапе предоперационного планирования. Созданные 3D-модели костных структур позволяют эффективно реконструировать анатомически сложные и труднодоступные локации и подготовить имплант с учетом индивидуальных особенностей пациента. Технология снижает временные затраты, уменьшает интраоперационную травматичность, повышает точность проведения оперативных вмешательств и расположения имплантов, – подчеркнул Дмитрий Курдюмов.
В Центре травматологии, ортопедии и нейрохирургии активно применяют технологии 3D-моделирования на этапе предоперационного планирования. Суть метода заключается в том, что на основе данных компьютерной томографии выделяется целевой сегмент для 3D-печати. Напечатать можно абсолютно любые фрагменты костных структур, любой формы и сложности, в натуральную величину, с высокой точностью в 50 микрон.
Планирование оперативного вмешательства – важнейший этап в травматологии и ортопедии, в ходе которого изучаются особенности клинического случая, выявляются возможные риски во время проведения операции, при необходимости подбирается имплант.
Как пояснил главный врач Центра травматологии Михаил Яговкин, в клинике 3D-моделирование используется при сложных дефектах костей черепа и сложных конфигурациях переломов и деформаций позвоночника.
- К примеру, этой осенью к нам поступила 9-летняя девочка с врожденной аномалией развития грудного отдела позвоночника. Маленькой пациентке диагностированы диспластический правосторонний грудо-поясничный сколиоз 3 степени, комплектный правосторонний активный полупозвонок – врождённый порок развития позвоночника, при котором развивается только одна сторона тела позвонка. Мы провели сложную операцию по удалению полупозвонка и постановке винтостержневой системы. Чтобы визуализировать полупозвонок, была изготовлена 3D-модель фрагмента позвоночника. Это позволило подготовиться к операции, максимально точно определить локацию оперативного вмешательства с целью удаления дужек (отростков) и тела полупозвонка с последующей установкой отмоделированного титанового стержня. Оперативное вмешательство прошло успешно, сколиотическая деформация устранена, – поделился главный врач.
Операцию проводил врач-травматолог-ортопед Дмитрий Курдюмов, который занимает пост первого зампреда правительства региона и продолжает хирургическую практику. Он рассказал о преимуществах метода 3D-моделирования.
- В 2020 году Центр травматологии, ортопедии и нейрохирургии стал первым медицинским учреждением в Кировской области, которое начало применять технологию 3D-моделирования на этапе предоперационного планирования. Созданные 3D-модели костных структур позволяют эффективно реконструировать анатомически сложные и труднодоступные локации и подготовить имплант с учетом индивидуальных особенностей пациента. Технология снижает временные затраты, уменьшает интраоперационную травматичность, повышает точность проведения оперативных вмешательств и расположения имплантов, – подчеркнул Дмитрий Курдюмов.
В Москве напечатали на 3D-принтере самый длинный в мире символ 2025 года
Символ 2025 года, который отражает мудрость, гибкость и проницательность, воплотили в грандиозном масштабе – змею собрали из 23 тысяч сегментов. Общая длина модели составляет 50 метров, а на ее печать и сборку ушло более 380 часов.
Для печати модели использовался легкий, прочный и экологичный PLA-пластик российского производства. Гигантская змея стала центральным арт-объектом выставки роботов "Робостанция", увидеть ее можно в павильоне № 2 до 12 января 2025 года.
Создание гигантской змеи на "Робостанции" показывает огромный потенциал трехмерной печати и ее способность решать сложные задачи в самых разных отраслях. Проект был реализован с помощью модульной структуры, где каждый сегмент будущей модели был напечатан отдельно и соединен с другими с помощью шарнирного механизма.
"Робостанция" является первой выставкой достижений робототехники в России. На этой площадке юное поколение может получить не только теоретический, но и практический опыт взаимодействия с новыми технологиями. Проект создан "Корпорацией роботов" – группой современных компаний, которые сочетают образовательно-просветительскую и инженерно-техническую деятельность с внедрением робототехнических технологий.
Источник: Пресс-служба ВДНХ
Символ 2025 года, который отражает мудрость, гибкость и проницательность, воплотили в грандиозном масштабе – змею собрали из 23 тысяч сегментов. Общая длина модели составляет 50 метров, а на ее печать и сборку ушло более 380 часов.
Для печати модели использовался легкий, прочный и экологичный PLA-пластик российского производства. Гигантская змея стала центральным арт-объектом выставки роботов "Робостанция", увидеть ее можно в павильоне № 2 до 12 января 2025 года.
Создание гигантской змеи на "Робостанции" показывает огромный потенциал трехмерной печати и ее способность решать сложные задачи в самых разных отраслях. Проект был реализован с помощью модульной структуры, где каждый сегмент будущей модели был напечатан отдельно и соединен с другими с помощью шарнирного механизма.
"Робостанция" является первой выставкой достижений робототехники в России. На этой площадке юное поколение может получить не только теоретический, но и практический опыт взаимодействия с новыми технологиями. Проект создан "Корпорацией роботов" – группой современных компаний, которые сочетают образовательно-просветительскую и инженерно-техническую деятельность с внедрением робототехнических технологий.
Источник: Пресс-служба ВДНХ
В СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создали шлем для диагностики и коррекции когнитивных нарушений
Созданная с применением 3D-печати система комбинирует устройства для электроэнцефалографии, электростимуляции и фотобиомодуляции. Сегодня диагностика различных когнитивных нарушений проводится с помощью специальных электроэнцефалографических систем, а для терапии применяются устройства и способы неинвазивного воздействия на ткани и структуры головного мозга человека, называемые нейромодуляцией. Ученые ЛЭТИ ведут исследования, направленные на повышение эффективности аппаратуры и подходов к нейромодуляции, сообщает пресс-служба вуза.
Когнитивные нарушения — различные проблемы с мышлением, памятью и восприимчивостью — наблюдаются как у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера или синдром дефицита внимания и гиперактивности, так и у здоровых людей, например вследствие усталости или недосыпания, что приводит к трудностям с запоминанием и концентрацией.
Среди наиболее распространенных нарушений также можно выделить посттравматические стрессовые расстройства, часто сопровождаемые нарушениями поведения — внезапными вспышками гнева, депрессией, тревогой, провалами в памяти, шумом в ушах, головными болями. В последнее время различные формы когнитивных нарушений, таких как тревожные расстройства, посттравматическое стрессовое расстройство и депрессивные расстройства, встречаются у 15-20%.
Существующие терапевтические стратегии для управления этими состояниями опираются на фармакологию (антидепрессанты) и психотерапию (преимущественно когнитивно-поведенческую терапию), однако более трети пациентов с тревожными расстройствами не реагируют на традиционные методы лечения.
«Мы разработали специальный беспроводной шлем для экспресс-диагностики и коррекции различных когнитивных нарушений. Нами также разработано программное обеспечение для управления шлемом с персонального компьютера и методики проведения скрининга и терапии. В отличие от существующих аналогов этот комплекс объединяет сразу три ключевых функции — диагностику когнитивных нарушений, электростимуляцию и фотобиомодуляцию головного мозга», — рассказала заведующая кафедрой вычислительной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», профессор Юлия Шичкина.
Корпусные детали шлема выполнены на 3D-принтере. На поверхности расположены разъемы для подключения различных устройств. Для проведения стандартной процедуры скрининга мозговой активности используется мобильный беспроводной энцефалограф с сухими электродами, при этом разработанная в ЛЭТИ методика диагностики на основе электроэнцефалографии позволила в четыре раза снизить количество сухих электродов.
Второе подключаемое устройство — блок электростимуляции с соответствующими электродами. Они обеспечивают воздействие на определенные участки головного мозга, улучшая показатели различных когнитивных функций, например внимания и памяти. Третий модуль — аппаратные средства для проведения фотобиомодуляции — светоизлучающие диоды и блок управления. Фотобиомодуляция излучением определенной мощности и длины волны также является инструментом для терапии когнитивных нарушений.
Конструкция шлема позволяет настраивать электроды и светодиоды под индивидуальные особенности головы пациента. В зависимости от задач по проведению скрининга или терапии определенного нарушения расположение электродов и светодиодов может быть легко изменено. Работа системы успешно проверена в ходе ряда экспериментов на добровольцах. В целом, функционал аппарата позволит проводить мониторинг и терапию восьми широко распространенных нарушений.
Шлем снабжен аккумулятором, позволяющим функционировать в автономном режиме. Управление системой выполняется с помощью специальной программы. Шлем связывается с компьютером по интерфейсам Bluetooth и Wi-Fi. Ученые ЛЭТИ также планируют создать мобильную версию программного обеспечения.
Созданная с применением 3D-печати система комбинирует устройства для электроэнцефалографии, электростимуляции и фотобиомодуляции. Сегодня диагностика различных когнитивных нарушений проводится с помощью специальных электроэнцефалографических систем, а для терапии применяются устройства и способы неинвазивного воздействия на ткани и структуры головного мозга человека, называемые нейромодуляцией. Ученые ЛЭТИ ведут исследования, направленные на повышение эффективности аппаратуры и подходов к нейромодуляции, сообщает пресс-служба вуза.
Когнитивные нарушения — различные проблемы с мышлением, памятью и восприимчивостью — наблюдаются как у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера или синдром дефицита внимания и гиперактивности, так и у здоровых людей, например вследствие усталости или недосыпания, что приводит к трудностям с запоминанием и концентрацией.
Среди наиболее распространенных нарушений также можно выделить посттравматические стрессовые расстройства, часто сопровождаемые нарушениями поведения — внезапными вспышками гнева, депрессией, тревогой, провалами в памяти, шумом в ушах, головными болями. В последнее время различные формы когнитивных нарушений, таких как тревожные расстройства, посттравматическое стрессовое расстройство и депрессивные расстройства, встречаются у 15-20%.
Существующие терапевтические стратегии для управления этими состояниями опираются на фармакологию (антидепрессанты) и психотерапию (преимущественно когнитивно-поведенческую терапию), однако более трети пациентов с тревожными расстройствами не реагируют на традиционные методы лечения.
«Мы разработали специальный беспроводной шлем для экспресс-диагностики и коррекции различных когнитивных нарушений. Нами также разработано программное обеспечение для управления шлемом с персонального компьютера и методики проведения скрининга и терапии. В отличие от существующих аналогов этот комплекс объединяет сразу три ключевых функции — диагностику когнитивных нарушений, электростимуляцию и фотобиомодуляцию головного мозга», — рассказала заведующая кафедрой вычислительной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», профессор Юлия Шичкина.
Корпусные детали шлема выполнены на 3D-принтере. На поверхности расположены разъемы для подключения различных устройств. Для проведения стандартной процедуры скрининга мозговой активности используется мобильный беспроводной энцефалограф с сухими электродами, при этом разработанная в ЛЭТИ методика диагностики на основе электроэнцефалографии позволила в четыре раза снизить количество сухих электродов.
Второе подключаемое устройство — блок электростимуляции с соответствующими электродами. Они обеспечивают воздействие на определенные участки головного мозга, улучшая показатели различных когнитивных функций, например внимания и памяти. Третий модуль — аппаратные средства для проведения фотобиомодуляции — светоизлучающие диоды и блок управления. Фотобиомодуляция излучением определенной мощности и длины волны также является инструментом для терапии когнитивных нарушений.
Конструкция шлема позволяет настраивать электроды и светодиоды под индивидуальные особенности головы пациента. В зависимости от задач по проведению скрининга или терапии определенного нарушения расположение электродов и светодиодов может быть легко изменено. Работа системы успешно проверена в ходе ряда экспериментов на добровольцах. В целом, функционал аппарата позволит проводить мониторинг и терапию восьми широко распространенных нарушений.
Шлем снабжен аккумулятором, позволяющим функционировать в автономном режиме. Управление системой выполняется с помощью специальной программы. Шлем связывается с компьютером по интерфейсам Bluetooth и Wi-Fi. Ученые ЛЭТИ также планируют создать мобильную версию программного обеспечения.
Студентка из Самарской области разработала 3D-оболочки на протезы нижних конечностей
Первыми созданными образцами 3D-оболочек на протезы нижних конечностей уже пользуются люди с инвалидностью, в том числе ветераны, вернувшиеся из зоны СВО.
Свою разработку Екатерина Куприянова вела в рамках магистерской диссертации в формате стартап-проекта. Одновременно студентка выполняла социальный заказ в рамках программы "Обучение служением". Разработкой 3D-оболочек протезов нижних конечностей она занималась по заявке общественной организации, чья деятельность направлена на развитие инклюзии в общественном секторе.
Проект основан на использовании аддитивных технологий и представляет собой производство косметических оболочек для протезов посредством 3D-печати. Косметическая оболочка - разборная конструкция, которая крепится к протезу и делает его более привлекательным, а при необходимости и запросе пациента и вовсе незаметным. Оптическое 3D-сканирование сохранной конечности позволяет напечатать на 3D-принтере оболочку, которая будет в точности повторять контуры сохранной конечности. По заказу пациента при ее изготовлении могут быть использованы практически любые дизайнерские решения – от фигурной резьбы до оригинального принта - которые сделают оболочку на протез стильным аксессуаром. Кроме того, оболочки защищают протез от механических повреждений и воздействия окружающей среды.
Проект опирается на личный опыт Екатерины: 6 лет назад в результате спортивной травмы она потеряла ногу. Сегодня Екатерина возглавляет региональное отделение Всероссийского сообщества инвалидов "Опора", является заместителем директора самарского протезно-ортопедического предприятия, которое использует в протезировании аддитивные технологии. Прототипом косметической оболочки, изготовленной методом 3D-сканирования и печати, стала оболочка на протез самой Екатерины.
Первыми созданными образцами 3D-оболочек на протезы нижних конечностей уже пользуются люди с инвалидностью, в том числе ветераны, вернувшиеся из зоны СВО.
Свою разработку Екатерина Куприянова вела в рамках магистерской диссертации в формате стартап-проекта. Одновременно студентка выполняла социальный заказ в рамках программы "Обучение служением". Разработкой 3D-оболочек протезов нижних конечностей она занималась по заявке общественной организации, чья деятельность направлена на развитие инклюзии в общественном секторе.
Проект основан на использовании аддитивных технологий и представляет собой производство косметических оболочек для протезов посредством 3D-печати. Косметическая оболочка - разборная конструкция, которая крепится к протезу и делает его более привлекательным, а при необходимости и запросе пациента и вовсе незаметным. Оптическое 3D-сканирование сохранной конечности позволяет напечатать на 3D-принтере оболочку, которая будет в точности повторять контуры сохранной конечности. По заказу пациента при ее изготовлении могут быть использованы практически любые дизайнерские решения – от фигурной резьбы до оригинального принта - которые сделают оболочку на протез стильным аксессуаром. Кроме того, оболочки защищают протез от механических повреждений и воздействия окружающей среды.
Проект опирается на личный опыт Екатерины: 6 лет назад в результате спортивной травмы она потеряла ногу. Сегодня Екатерина возглавляет региональное отделение Всероссийского сообщества инвалидов "Опора", является заместителем директора самарского протезно-ортопедического предприятия, которое использует в протезировании аддитивные технологии. Прототипом косметической оболочки, изготовленной методом 3D-сканирования и печати, стала оболочка на протез самой Екатерины.
Томские ученые с помощью геномного принтера синтезировали цепочки олигонуклеотидов длиной до 80 оснований
Ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) впервые провели синтез длинных цепочек олигонуклеотидов на подложках из оксида алюминия. Успешность синтеза подтвердили исследования сотрудников Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.
Ранее томским ученым удалось синтезировать цепочки длиной до 31 основания. Но для решения многих задач, например для диагностики онкозаболеваний, когда нужно определить поломку гена, которая приводит к раку, необходимы панели с более длинными цепочками.
Нередко перед молекулярными биологами стоят задачи, когда необходимо встроить какой-то ген в бактерию, чтобы она начала синтезировать нужный белок. Для решения такой задачи нужны двухцепочечные молекулы ДНК длиной в несколько тысяч пар оснований, и собрать их также проще из массива длинных цепочек олигонуклеотидов.
«Для многих задач необходимы цепочки длиной 60-80, а иногда и 100-120 оснований. Поэтому на данном этапе мы поставили перед собой задачу синтезировать цепочки до 80 оснований и увеличить плотность массива», — рассказал заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии ТУСУРа Руслан Гадиров.
В результате ученым удалось синтезировать более длинные цепочки олигонуклеотидов. Также исследователи экспериментально убедились, что автоматика может проводить все стадии синтеза от начала до конца без участия оператора. Система сама следит за качеством печати и, при необходимости, принимает решение о выполнении операций прочистки дозаторов.
«Когда вся система будет полностью готова, автоматизированы некоторые подготовительные операции, которые оператор сейчас выполняет вручную, реализован быстрый режим печати, оптимизированы протоколы синтеза и постсинтетической обработки, можно будет говорить о реальном применении принтера и синтезированных на нем олигонуклеотидов для решения задач биоинженерии», — отметил Руслан Гадиров.
В ближайшее время ученые планируют провести еще несколько синтезов для подтверждения результата по синтезу длинных цепочек. Кроме того, в планах — «боевой» синтез, в ходе которого будет собран большой фрагмент ДНК на основе длинных олигонуклеотидов.
Проект по созданию геномного принтера реализован при поддержке Минобрнауки России. Осенью 2021 года ТУСУР стал победителем конкурса Минобрнауки России на создание отечественной приборной базы для генетических технологий. Разработку отечественного геномного принтера, основанного на технологии субмикролитрового дозирования жидкостей, выполняет консорциум из трех томских университетов во главе с ТУСУРом (также — ТГУ и СибГМУ), Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и НИЦ «Курчатовский институт». Индустриальным партнером проекта, обеспечивающим внедрение полученных результатов и производство оборудования для автоматизированного синтеза, является АО «Научно-производственная фирма «Микран».
Ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) впервые провели синтез длинных цепочек олигонуклеотидов на подложках из оксида алюминия. Успешность синтеза подтвердили исследования сотрудников Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.
Ранее томским ученым удалось синтезировать цепочки длиной до 31 основания. Но для решения многих задач, например для диагностики онкозаболеваний, когда нужно определить поломку гена, которая приводит к раку, необходимы панели с более длинными цепочками.
Нередко перед молекулярными биологами стоят задачи, когда необходимо встроить какой-то ген в бактерию, чтобы она начала синтезировать нужный белок. Для решения такой задачи нужны двухцепочечные молекулы ДНК длиной в несколько тысяч пар оснований, и собрать их также проще из массива длинных цепочек олигонуклеотидов.
«Для многих задач необходимы цепочки длиной 60-80, а иногда и 100-120 оснований. Поэтому на данном этапе мы поставили перед собой задачу синтезировать цепочки до 80 оснований и увеличить плотность массива», — рассказал заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии ТУСУРа Руслан Гадиров.
В результате ученым удалось синтезировать более длинные цепочки олигонуклеотидов. Также исследователи экспериментально убедились, что автоматика может проводить все стадии синтеза от начала до конца без участия оператора. Система сама следит за качеством печати и, при необходимости, принимает решение о выполнении операций прочистки дозаторов.
«Когда вся система будет полностью готова, автоматизированы некоторые подготовительные операции, которые оператор сейчас выполняет вручную, реализован быстрый режим печати, оптимизированы протоколы синтеза и постсинтетической обработки, можно будет говорить о реальном применении принтера и синтезированных на нем олигонуклеотидов для решения задач биоинженерии», — отметил Руслан Гадиров.
В ближайшее время ученые планируют провести еще несколько синтезов для подтверждения результата по синтезу длинных цепочек. Кроме того, в планах — «боевой» синтез, в ходе которого будет собран большой фрагмент ДНК на основе длинных олигонуклеотидов.
Проект по созданию геномного принтера реализован при поддержке Минобрнауки России. Осенью 2021 года ТУСУР стал победителем конкурса Минобрнауки России на создание отечественной приборной базы для генетических технологий. Разработку отечественного геномного принтера, основанного на технологии субмикролитрового дозирования жидкостей, выполняет консорциум из трех томских университетов во главе с ТУСУРом (также — ТГУ и СибГМУ), Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и НИЦ «Курчатовский институт». Индустриальным партнером проекта, обеспечивающим внедрение полученных результатов и производство оборудования для автоматизированного синтеза, является АО «Научно-производственная фирма «Микран».
В США при помощи нейросетей и 3D-принтера создали уникальные тапочки
Бренд Syntilay представил инновационную модель обуви, которая была разработана с использованием технологий нейросетей и напечатана на 3D-принтере. В создании дизайна участвовал сооснователь Reebok Джо Фостер.
Syntilay стала первой компанией, выпустившей сгенерированную обувь в массовое производство. Профессиональный дизайнер разработал эскиз, после чего нейросеть Midjourney создала 3D-форму на его основе.
Каждая пара обуви уникальна. Syntilay отказалась от традиционных размеров. Перед заказом покупателям необходимо отсканировать стопу с помощью специального приложения для смартфона. Далее эти данные используются для печати обуви.
По словам авторов проекта, такой подход значительно ускоряет процесс создания обуви. Готовый продукт можно получить всего за несколько дней. В случае, если модель не подойдет заказчику, исправления также могут быть внесены быстро. Однако масштабирование подобного процесса может представлять сложности.
Обувь Syntilay доступна в 5 цветах: оранжевом, красном, бежевом, чёрном и сером. Цена одной пары составляет $150 (около 15 200 рублей).
Бренд Syntilay представил инновационную модель обуви, которая была разработана с использованием технологий нейросетей и напечатана на 3D-принтере. В создании дизайна участвовал сооснователь Reebok Джо Фостер.
Syntilay стала первой компанией, выпустившей сгенерированную обувь в массовое производство. Профессиональный дизайнер разработал эскиз, после чего нейросеть Midjourney создала 3D-форму на его основе.
Каждая пара обуви уникальна. Syntilay отказалась от традиционных размеров. Перед заказом покупателям необходимо отсканировать стопу с помощью специального приложения для смартфона. Далее эти данные используются для печати обуви.
По словам авторов проекта, такой подход значительно ускоряет процесс создания обуви. Готовый продукт можно получить всего за несколько дней. В случае, если модель не подойдет заказчику, исправления также могут быть внесены быстро. Однако масштабирование подобного процесса может представлять сложности.
Обувь Syntilay доступна в 5 цветах: оранжевом, красном, бежевом, чёрном и сером. Цена одной пары составляет $150 (около 15 200 рублей).
Исследователи создают 3D-принтер, оптимизированный для космических приложений
Доктор Жиль Бейлет и его команда в Школе инженерии Джеймса Уатта в Университете Глазго получили патент на прототип 3D-принтера, который был протестирован для работы в условиях невесомости. Помимо этого, эта система также предназначена для работы в вакууме космоса, что позволяет использовать ее за пределами космических кораблей и космических станций.
По данным Университета Глазго, исследовательская группа провела с комплектом три испытательных полета, которые позволили провести более 90 22-секундных периодов невесомости, что позволило им проверить, как он работает в условиях микрогравитации. 3D-принтеры впервые были использованы на орбите в 2014 году, что позволило астронавтам на борту Международной космической станции (МКС) печатать пластиковые детали и инструменты по мере необходимости.
Всего в прошлом году Европейское космическое агентство запустило металлический 3D-принтер и в настоящее время тестирует его на МКС, чтобы увидеть, как микрогравитация влияет на печать металлических деталей. Однако все это оборудование предназначено для использования в модулях МКС, которые находятся под давлением примерно на том же уровне, что и здесь, на Земле. «Аддитивное производство, или 3D-печать, способно производить удивительно сложные материалы быстро и с низкими затратами», — сказал доктор Бейлет. «Однако то, что хорошо работает здесь, на Земле, часто оказывается менее надежным в вакууме космоса, а 3D-печать никогда не осуществлялась за пределами герметичных модулей Международной космической станции. Нити в обычных 3D-принтерах часто ломаются или выходят из строя в условиях микрогравитации и вакуума, и эту проблему необходимо решить, прежде чем их можно будет надежно использовать в космосе».
Вместо использования типичной нити, используемой в большинстве земных 3D-принтеров, доктор Бейлет и его команда создали гранулированный материал, который можно легко втянуть в резервуар для сырья 3D-принтера и в сопло быстрее, чем другие материалы. Использование такого типа материала также предотвратит разрывы или застревание нити, что позволит ему работать более надежно и требовать меньшего контроля.
Помимо производства инструментов и деталей космических аппаратов на орбите, команда также представила себе печать других объектов, которые могли бы обеспечить новаторские достижения на суше. Сюда входят космические отражатели, которые могли бы собирать солнечную энергию на орбите и отражать ее на наземную станцию, что позволило бы создать круглосуточную солнечную электростанцию.
Доктор Бейлет также рассказал об использовании этого для производства фармацевтических продуктов, которые намного эффективнее тех, что у нас есть сейчас. «Кристаллы, выращенные в космосе, часто крупнее и более упорядочены, чем те, что производятся на Земле, поэтому орбитальные химические заводы могли бы производить новые или улучшенные лекарства для доставки обратно на поверхность», — говорит доктор Бейлет.
«Например, предполагалось, что инсулин, выращенный в космосе, может быть в девять раз эффективнее, что позволит диабетикам вводить его раз в три дня, а не три раза в день, как им часто приходится делать сегодня».
Если этот 3D-принтер окажется эффективным, он позволит астронавтам начать печатать более крупные объекты за пределами МКС. Это может произвести революцию в космических путешествиях, поскольку хрупкие и громоздкие объекты можно будет печатать в космосе, а не помещать на гигантские ракеты и запускать с поверхности. Если и когда мы вернемся на Луну, эта технология упростит лунное производство, и вскоре мы, возможно, начнем запускать ракеты на Марс с нашего естественного спутника.
Доктор Жиль Бейлет и его команда в Школе инженерии Джеймса Уатта в Университете Глазго получили патент на прототип 3D-принтера, который был протестирован для работы в условиях невесомости. Помимо этого, эта система также предназначена для работы в вакууме космоса, что позволяет использовать ее за пределами космических кораблей и космических станций.
По данным Университета Глазго, исследовательская группа провела с комплектом три испытательных полета, которые позволили провести более 90 22-секундных периодов невесомости, что позволило им проверить, как он работает в условиях микрогравитации. 3D-принтеры впервые были использованы на орбите в 2014 году, что позволило астронавтам на борту Международной космической станции (МКС) печатать пластиковые детали и инструменты по мере необходимости.
Всего в прошлом году Европейское космическое агентство запустило металлический 3D-принтер и в настоящее время тестирует его на МКС, чтобы увидеть, как микрогравитация влияет на печать металлических деталей. Однако все это оборудование предназначено для использования в модулях МКС, которые находятся под давлением примерно на том же уровне, что и здесь, на Земле. «Аддитивное производство, или 3D-печать, способно производить удивительно сложные материалы быстро и с низкими затратами», — сказал доктор Бейлет. «Однако то, что хорошо работает здесь, на Земле, часто оказывается менее надежным в вакууме космоса, а 3D-печать никогда не осуществлялась за пределами герметичных модулей Международной космической станции. Нити в обычных 3D-принтерах часто ломаются или выходят из строя в условиях микрогравитации и вакуума, и эту проблему необходимо решить, прежде чем их можно будет надежно использовать в космосе».
Вместо использования типичной нити, используемой в большинстве земных 3D-принтеров, доктор Бейлет и его команда создали гранулированный материал, который можно легко втянуть в резервуар для сырья 3D-принтера и в сопло быстрее, чем другие материалы. Использование такого типа материала также предотвратит разрывы или застревание нити, что позволит ему работать более надежно и требовать меньшего контроля.
Помимо производства инструментов и деталей космических аппаратов на орбите, команда также представила себе печать других объектов, которые могли бы обеспечить новаторские достижения на суше. Сюда входят космические отражатели, которые могли бы собирать солнечную энергию на орбите и отражать ее на наземную станцию, что позволило бы создать круглосуточную солнечную электростанцию.
Доктор Бейлет также рассказал об использовании этого для производства фармацевтических продуктов, которые намного эффективнее тех, что у нас есть сейчас. «Кристаллы, выращенные в космосе, часто крупнее и более упорядочены, чем те, что производятся на Земле, поэтому орбитальные химические заводы могли бы производить новые или улучшенные лекарства для доставки обратно на поверхность», — говорит доктор Бейлет.
«Например, предполагалось, что инсулин, выращенный в космосе, может быть в девять раз эффективнее, что позволит диабетикам вводить его раз в три дня, а не три раза в день, как им часто приходится делать сегодня».
Если этот 3D-принтер окажется эффективным, он позволит астронавтам начать печатать более крупные объекты за пределами МКС. Это может произвести революцию в космических путешествиях, поскольку хрупкие и громоздкие объекты можно будет печатать в космосе, а не помещать на гигантские ракеты и запускать с поверхности. Если и когда мы вернемся на Луну, эта технология упростит лунное производство, и вскоре мы, возможно, начнем запускать ракеты на Марс с нашего естественного спутника.
AditiveMinded_2025.pdf
205.4 KB
Деловая программа VIII специализированного проекта по аддитивным технологиям и 3D-сканированию в промышленности «ADDITIVE MINDED 2025: пробуждаем аппетит к переменам!»
Открывать AM 2025 доверено Центру аддитивных технологий Ростеха. Их полуторачасовые секции с докладами ведущих экспертов ряда предприятий в каждый из трех дней!
AM 2025 будет проходить 21 — 24 января 2025г. в ЦВК «Экспоцентр» на Красной Пресне параллельно с выставками RUPLASTICA, RECYCLING SOLUTIONS и UPAKEXPO. Регистрируйтесь и получайте свой билет здесь
Программа конференции есть и на сайте
Журнал "Аддитивные технологии" - информационный партнер, на конференции будет представлен первый номер этого года. Не пропустите!
Открывать AM 2025 доверено Центру аддитивных технологий Ростеха. Их полуторачасовые секции с докладами ведущих экспертов ряда предприятий в каждый из трех дней!
AM 2025 будет проходить 21 — 24 января 2025г. в ЦВК «Экспоцентр» на Красной Пресне параллельно с выставками RUPLASTICA, RECYCLING SOLUTIONS и UPAKEXPO. Регистрируйтесь и получайте свой билет здесь
Программа конференции есть и на сайте
Журнал "Аддитивные технологии" - информационный партнер, на конференции будет представлен первый номер этого года. Не пропустите!
Космические 3D-печатные костные имплантаты продемонстрировали преимущества над земными аналогами
Опубликованы результаты доклинических исследований костной ткани, изготовленной на борту российского сегмента Международной космической станции. Исследование стало возможным в том числе благодаря работе космонавтов с использованием технологии 3D-биопечати методом магнитной биофабрикации.
На борту российского сегмента МКС осуществлен синтез аналогов неорганической составляющей костной ткани с остеогенными факторами, также проведены контрольные эксперименты на Земле, сообщает пресс-служба Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова.
Геометрические параметры трехмерных структур разработаны на основе предварительных цифровых моделей с помощью моделирования распределений магнитных полей в трехмерном пространстве. Процесс сборки костной ткани осуществлялся в парамагнитной среде с содержанием солей гадолиния, применяемой для создания условий левитации диамагнитных объектов. Вещества на основе гадолиния, применяемые в эксперименте, являются нетоксичными и используются в качестве контрастного агента в магнитно-резонансной и компьютерной томографии.
Установлено, что воздействие магнитного поля в условиях микрогравитации оказывает большое влияние на формирование и рост кристаллов аналога неорганической составляющей костной ткани, что может быть связано с перераспределением ориентации комплексных соединений. Магнитное поле оказывает влияние на исходные комплексы, изменяя концентрацию компонентов системы в направлении магнитного поля, таким образом вызывая направленный рост ткани. Условия микрогравитации исключают конвекции любого вида и обеспечивают равномерное формирование структур синтетической ткани в осесимметричных условиях по центру «магнитной ловушки».
Экспериментальные образцы, полученные на МКС, возвращены на Землю для проведения доклинических испытаний на животных в модели критического дефекта черепа. Биологические тесты показали, что изготовленные в космосе образцы аналогов костных структур обладают более высоким остеоиндуктивным потенциалом в сравнении с образцами, полученными в условиях земной гравитации.
«Результаты данной работы наглядно продемонстрировали научную новизну и актуальность проводимых фундаментальных исследований в космосе. Разработанные космические материалы могут быть использованы для замещения и регенерации дефектов костной ткани как на Земле, так и в длительных космических миссиях», — прокомментировал руководитель проекта, профессор МГУ и директор ИМЕТ РАН Владимир Комлев.
В работах принимали участие ученые ИМЕТ РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Первого Московского государственного медицинского университета имени М. М. Сеченова, Национального медицинского центра радиологии, Центра биомедицинского инжиниринга, лаборатории биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Казанского федерального университета.
Исследование получило грантовую поддержку Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Biomedical Technology.
Опубликованы результаты доклинических исследований костной ткани, изготовленной на борту российского сегмента Международной космической станции. Исследование стало возможным в том числе благодаря работе космонавтов с использованием технологии 3D-биопечати методом магнитной биофабрикации.
На борту российского сегмента МКС осуществлен синтез аналогов неорганической составляющей костной ткани с остеогенными факторами, также проведены контрольные эксперименты на Земле, сообщает пресс-служба Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова.
Геометрические параметры трехмерных структур разработаны на основе предварительных цифровых моделей с помощью моделирования распределений магнитных полей в трехмерном пространстве. Процесс сборки костной ткани осуществлялся в парамагнитной среде с содержанием солей гадолиния, применяемой для создания условий левитации диамагнитных объектов. Вещества на основе гадолиния, применяемые в эксперименте, являются нетоксичными и используются в качестве контрастного агента в магнитно-резонансной и компьютерной томографии.
Установлено, что воздействие магнитного поля в условиях микрогравитации оказывает большое влияние на формирование и рост кристаллов аналога неорганической составляющей костной ткани, что может быть связано с перераспределением ориентации комплексных соединений. Магнитное поле оказывает влияние на исходные комплексы, изменяя концентрацию компонентов системы в направлении магнитного поля, таким образом вызывая направленный рост ткани. Условия микрогравитации исключают конвекции любого вида и обеспечивают равномерное формирование структур синтетической ткани в осесимметричных условиях по центру «магнитной ловушки».
Экспериментальные образцы, полученные на МКС, возвращены на Землю для проведения доклинических испытаний на животных в модели критического дефекта черепа. Биологические тесты показали, что изготовленные в космосе образцы аналогов костных структур обладают более высоким остеоиндуктивным потенциалом в сравнении с образцами, полученными в условиях земной гравитации.
«Результаты данной работы наглядно продемонстрировали научную новизну и актуальность проводимых фундаментальных исследований в космосе. Разработанные космические материалы могут быть использованы для замещения и регенерации дефектов костной ткани как на Земле, так и в длительных космических миссиях», — прокомментировал руководитель проекта, профессор МГУ и директор ИМЕТ РАН Владимир Комлев.
В работах принимали участие ученые ИМЕТ РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Первого Московского государственного медицинского университета имени М. М. Сеченова, Национального медицинского центра радиологии, Центра биомедицинского инжиниринга, лаборатории биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Казанского федерального университета.
Исследование получило грантовую поддержку Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Biomedical Technology.
Прочнее и дешевле: в Политехе предложили новый подход к производству колёсных дисков
Новый подход к производству ободов автомобильных колёс предложили ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Благодаря технологии электродугового выращивания специалисты напечатали обод колеса с помощью проволоки из алюминиевого сплава 5556. Стендовые испытания показали, что полученные изделия прочнее тестовых образцов, изготовленных с помощью традиционного литья. Это серьезный вклад в безопасность дорожного движения, отмечают специалисты. Тестовые испытания провели на площадке томского предприятия Khomen Wheels.
Практически каждый водитель сталкивался с неприятными последствиями при попадании колеса автомобиля в дорожную яму. Зачастую такие удары приводят к повреждению обода диска и оборачиваются ремонтом или заменой. Инженеры всего мира ищут способ увеличения прочности колес. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого предложили принципиально новый подход к производству ободов. Специалисты создали экспериментальный обод колесного диска с помощью технологии электродугового выращивания из алюминиевой проволоки.
Сейчас существуют три типовых технологии изготовления алюминиевых колёсных дисков. Во-первых, это литье под низким давлением, при котором жидкий металл заливают в пресс-форму. Во-вторых, существует технология «flow forming», которая сочетает в себе технологию литья с последующей обработкой обода путём «вытягивания». Наконец, некоторые диски путём механической обработки изготавливают из поковок (так называют заготовку, полученную с помощью свободной ковки или горячей объёмной штамповки). В Политехе Петра изучают перспективы использования аддитивных технологий.
За основу специалисты взяли алюминиевую проволоку из сплава 5556 диаметром 1,2 мм, которую предоставила компания ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики». Проволока изготовлена по уникальной технологии из длинномерной литой заготовки методом электромагнитной кристаллизации.
С помощью электродугового выращивания изготовили заготовки ободов диска. В основе технологии 3D-печати металлических изделий лежит плавление проволоки за счёт электрической дуги, движение печатающего инструмента осуществляется промышленным роботом слой за слоем по заданной программе — 3D-модели изделия, в данном случае обода. Так вырастает будущее изделие. Несмотря на кажущуюся очевидность процесса, за разработкой стоят годы научных изысканий и экспериментов. На прочность изделия влияет выверенное сочетание скорости движения роботизированной руки, а также скорость подачи проволоки, температура плавления, состав металла и т.д.
Для проведения испытаний специалисты подготовили пять сборок однотипных колёсных дисков размером 6,5J*14Н2. Четыре литых диска изготовили на производстве Khomen Wheels, а пятый собрали из литой «звёздочки» и выращенного из проволоки обода. На диски надели покрышку R14 215/70, давление в колесе составило 200 кПа. Колесо разместили на специальном стенде, имитирующем нагрузку. На него с различной скоростью и высотой падал груз. Такие испытания имитируют попадание автомобиля в яму при движении.
"Серия экспериментов показала, что при высокой нагрузке от идентичных ударов выращенный нами обод в колесе прогнулся на 4 мм меньше, чем литой при тех же условиях. При этом колесо с выращенным ободом не полностью потеряло давление, а сохранило остаточное, что более безопасно для дорожного движения. При аналогичной нагрузке колесо с литым диском не сохранило воздуха, — отметил заведующий Лабораторией лёгких материалов и конструкций СПбПУ Олег Панченко.
Подобных разработок — 3D-печати ободов для автомобильных дисков в мире нет, подчёркивают учёные. По их словам, разработанная технология 3D-печати имеет себестоимость готового обода на уровне изделий, созданных традиционным путём, однако, обеспечивает более высокий уровень безопасности.
Новый подход к производству ободов автомобильных колёс предложили ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Благодаря технологии электродугового выращивания специалисты напечатали обод колеса с помощью проволоки из алюминиевого сплава 5556. Стендовые испытания показали, что полученные изделия прочнее тестовых образцов, изготовленных с помощью традиционного литья. Это серьезный вклад в безопасность дорожного движения, отмечают специалисты. Тестовые испытания провели на площадке томского предприятия Khomen Wheels.
Практически каждый водитель сталкивался с неприятными последствиями при попадании колеса автомобиля в дорожную яму. Зачастую такие удары приводят к повреждению обода диска и оборачиваются ремонтом или заменой. Инженеры всего мира ищут способ увеличения прочности колес. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого предложили принципиально новый подход к производству ободов. Специалисты создали экспериментальный обод колесного диска с помощью технологии электродугового выращивания из алюминиевой проволоки.
Сейчас существуют три типовых технологии изготовления алюминиевых колёсных дисков. Во-первых, это литье под низким давлением, при котором жидкий металл заливают в пресс-форму. Во-вторых, существует технология «flow forming», которая сочетает в себе технологию литья с последующей обработкой обода путём «вытягивания». Наконец, некоторые диски путём механической обработки изготавливают из поковок (так называют заготовку, полученную с помощью свободной ковки или горячей объёмной штамповки). В Политехе Петра изучают перспективы использования аддитивных технологий.
За основу специалисты взяли алюминиевую проволоку из сплава 5556 диаметром 1,2 мм, которую предоставила компания ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики». Проволока изготовлена по уникальной технологии из длинномерной литой заготовки методом электромагнитной кристаллизации.
С помощью электродугового выращивания изготовили заготовки ободов диска. В основе технологии 3D-печати металлических изделий лежит плавление проволоки за счёт электрической дуги, движение печатающего инструмента осуществляется промышленным роботом слой за слоем по заданной программе — 3D-модели изделия, в данном случае обода. Так вырастает будущее изделие. Несмотря на кажущуюся очевидность процесса, за разработкой стоят годы научных изысканий и экспериментов. На прочность изделия влияет выверенное сочетание скорости движения роботизированной руки, а также скорость подачи проволоки, температура плавления, состав металла и т.д.
Для проведения испытаний специалисты подготовили пять сборок однотипных колёсных дисков размером 6,5J*14Н2. Четыре литых диска изготовили на производстве Khomen Wheels, а пятый собрали из литой «звёздочки» и выращенного из проволоки обода. На диски надели покрышку R14 215/70, давление в колесе составило 200 кПа. Колесо разместили на специальном стенде, имитирующем нагрузку. На него с различной скоростью и высотой падал груз. Такие испытания имитируют попадание автомобиля в яму при движении.
"Серия экспериментов показала, что при высокой нагрузке от идентичных ударов выращенный нами обод в колесе прогнулся на 4 мм меньше, чем литой при тех же условиях. При этом колесо с выращенным ободом не полностью потеряло давление, а сохранило остаточное, что более безопасно для дорожного движения. При аналогичной нагрузке колесо с литым диском не сохранило воздуха, — отметил заведующий Лабораторией лёгких материалов и конструкций СПбПУ Олег Панченко.
Подобных разработок — 3D-печати ободов для автомобильных дисков в мире нет, подчёркивают учёные. По их словам, разработанная технология 3D-печати имеет себестоимость готового обода на уровне изделий, созданных традиционным путём, однако, обеспечивает более высокий уровень безопасности.
Ученые Пермского Политеха улучшили процесс проектирования биоразлагаемых костных имплантатов
Трансплантация костной ткани занимает второе место в мире среди операций по протезированию. В настоящее время один из наиболее перспективных подходов — регенеративная медицина, которая включает в себя восстановление костных тканей с использованием биоразлагаемых полимерных каркасов (скаффолдов). Такой подход особенно востребован в ортопедии, травматологии, хирургии, стоматологии и нейроонкологии. После имплантации каркасы напрямую взаимодействуют с окружающими тканями и находятся в физиологической среде, что приводит к их постепенному разложению. От особенностей структуры таких биомедицинских конструкций зависит скорость их разрушения, что необходимо учитывать для корректного процесса их эксплуатации. Ученые Пермского Политеха провели экспериментальные исследования поведения таких имплантатов при воздействии физиологических сред, чтобы повысить точность и эффективность их проектирования.
Статья опубликована в журнале «Polymers» № 16 за 2024 год. Исследование выполнено в рамках государственного задания Минобрнауки РФ на выполнение фундаментальных научных исследований.
Аддитивные технологии открывают новые возможности для создания биосовместимых имплантатов, которые требуются для восстановления целостности и первоначальных свойств поврежденной костной ткани пациента. Полимерные материалы считаются наиболее перспективными для их изготовления, потому что имеют необходимые характеристики биосовместимости и способности к постепенному растворению.
Имплантат, находясь в длительном контакте со средой в человеческом теле, должен обладать достаточной механической прочностью. Пористые структуры — скаффолды — за счет поддержки окружающих тканей позволяют ускорить процесс регенерации. После вживления на внутренней поверхности полимерного имплантата начинает формироваться костная ткань, а он сам постепенно деградирует. Для успешной реабилитации важно, чтобы скорость этих процессов была сопоставима друг с другом.
Этот процесс зависит от биохимических свойств материала, внутренней структуры каркаса и его условий нагружения. Из-за того, что имплантаты обладают сложной архитектурой, которая разрабатывается под индивидуальные особенности конкретного пациента, скорость разложения для разных имплантатов будет сильно отличаться. Чтобы изготовить качественный протез, необходимо прогнозировать процесс еще на этапе проектирования.
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Донского государственного технического университета исследовали цельные образцы из полимерных материалов и прототипы скаффолдов, изготовленные с помощью аддитивных технологий. Все образцы в течение разных периодов времени (от 3 до 14 дней) выдерживали в жидкой среде при различных температурах для имитации нахождения в теле человека. Микрокомпьютерная томография прототипов показала, что даже на ранних стадиях взаимодействия начинается эрозия поверхности. Это значит, что при эксплуатации в реальных условиях структура будет деградировать быстрее за счет циркуляции жидкости в организме. Это необходимо учитывать на этапе проектирования, чтобы имплантат не деградировал слишком быстро.
— При 37 °C снижение свойств цельных образцов составило не более 16%, а для скаффолдов — всего 4%. При повышенной температуре 45 °C эти показатели составили 47% и 16%, соответственно. Это означает, что механические свойства полимерных каркасов снижаются медленнее, поскольку характеристики таких структур определяются не только свойствами материала, но и особенностями внутренней архитектуры, — поясняет Наталия Еленская, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
— Полученные новые данные расширяют наше представление о механизмах резорбции, протекающих в таких конструкциях, а значит и наши возможности по контролю этого процесса. Результаты исследования полезны для разработки полимерных костных имплантатов с учетом влияния процесса деградации на их структурную целостность, — комментирует М
Трансплантация костной ткани занимает второе место в мире среди операций по протезированию. В настоящее время один из наиболее перспективных подходов — регенеративная медицина, которая включает в себя восстановление костных тканей с использованием биоразлагаемых полимерных каркасов (скаффолдов). Такой подход особенно востребован в ортопедии, травматологии, хирургии, стоматологии и нейроонкологии. После имплантации каркасы напрямую взаимодействуют с окружающими тканями и находятся в физиологической среде, что приводит к их постепенному разложению. От особенностей структуры таких биомедицинских конструкций зависит скорость их разрушения, что необходимо учитывать для корректного процесса их эксплуатации. Ученые Пермского Политеха провели экспериментальные исследования поведения таких имплантатов при воздействии физиологических сред, чтобы повысить точность и эффективность их проектирования.
Статья опубликована в журнале «Polymers» № 16 за 2024 год. Исследование выполнено в рамках государственного задания Минобрнауки РФ на выполнение фундаментальных научных исследований.
Аддитивные технологии открывают новые возможности для создания биосовместимых имплантатов, которые требуются для восстановления целостности и первоначальных свойств поврежденной костной ткани пациента. Полимерные материалы считаются наиболее перспективными для их изготовления, потому что имеют необходимые характеристики биосовместимости и способности к постепенному растворению.
Имплантат, находясь в длительном контакте со средой в человеческом теле, должен обладать достаточной механической прочностью. Пористые структуры — скаффолды — за счет поддержки окружающих тканей позволяют ускорить процесс регенерации. После вживления на внутренней поверхности полимерного имплантата начинает формироваться костная ткань, а он сам постепенно деградирует. Для успешной реабилитации важно, чтобы скорость этих процессов была сопоставима друг с другом.
Этот процесс зависит от биохимических свойств материала, внутренней структуры каркаса и его условий нагружения. Из-за того, что имплантаты обладают сложной архитектурой, которая разрабатывается под индивидуальные особенности конкретного пациента, скорость разложения для разных имплантатов будет сильно отличаться. Чтобы изготовить качественный протез, необходимо прогнозировать процесс еще на этапе проектирования.
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Донского государственного технического университета исследовали цельные образцы из полимерных материалов и прототипы скаффолдов, изготовленные с помощью аддитивных технологий. Все образцы в течение разных периодов времени (от 3 до 14 дней) выдерживали в жидкой среде при различных температурах для имитации нахождения в теле человека. Микрокомпьютерная томография прототипов показала, что даже на ранних стадиях взаимодействия начинается эрозия поверхности. Это значит, что при эксплуатации в реальных условиях структура будет деградировать быстрее за счет циркуляции жидкости в организме. Это необходимо учитывать на этапе проектирования, чтобы имплантат не деградировал слишком быстро.
— При 37 °C снижение свойств цельных образцов составило не более 16%, а для скаффолдов — всего 4%. При повышенной температуре 45 °C эти показатели составили 47% и 16%, соответственно. Это означает, что механические свойства полимерных каркасов снижаются медленнее, поскольку характеристики таких структур определяются не только свойствами материала, но и особенностями внутренней архитектуры, — поясняет Наталия Еленская, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
— Полученные новые данные расширяют наше представление о механизмах резорбции, протекающих в таких конструкциях, а значит и наши возможности по контролю этого процесса. Результаты исследования полезны для разработки полимерных костных имплантатов с учетом влияния процесса деградации на их структурную целостность, — комментирует М
В Японии открыли новый материал с нетрадиционной сверхпроводимостью
JAC: сплав железа, никеля и циркония показал необычные сверхпроводящие свойства
Японские ученые из Токийского столичного университета открыли новый сверхпроводящий материал, представляющий собой цирконид — сплав железа, никеля и циркония. Он продемонстрировал признаки так называемой нетрадиционной сверхпроводимости, которая может существовать при относительно высоких температурах. Исследование опубликовано в научном издании Journal of Alloys and Compounds (JAC).
Сверхпроводники используются в передовых технологиях, от магнитов в медицинских приборах до систем магнитной подвески транспорта. Однако для достижения нулевого сопротивления при передаче энергии им требует охлаждение до -269°C, что ограничивает применение этой технологии.
Ученые ищут сверхпроводящие материалы, способные работать при пороге -196°C, что позволит использовать для их охлаждения жидкий азот вместо дорогостоящего жидкого гелия.
В новом исследовании команда впервые обнаружила, что поликристаллический сплав железа, никеля и циркония проявляет сверхпроводящие свойства. При этом ни цирконид железа, ни цирконид никеля не обладают сверхпроводимостью в кристаллической форме.
Ученые обнаружили, что новый цирконид имеет ту же кристаллическую структуру, что тетрагональные циркониды переходных металлов — перспективных сверхпроводников.
Получившийся сплав также показал куполообразную диаграмму сверхпроводимости, в которой температура сверхпроходящего перехода сначала повышалась, а потом снова падала. Подобная форма служит многообещающим признаком нетрадиционной сверхпроводимости, отметили исследователи.
По словам специалистов, их открытие может способствовать созданию передовых материалов для сверхпроводящих устройств нового поколения.
JAC: сплав железа, никеля и циркония показал необычные сверхпроводящие свойства
Японские ученые из Токийского столичного университета открыли новый сверхпроводящий материал, представляющий собой цирконид — сплав железа, никеля и циркония. Он продемонстрировал признаки так называемой нетрадиционной сверхпроводимости, которая может существовать при относительно высоких температурах. Исследование опубликовано в научном издании Journal of Alloys and Compounds (JAC).
Сверхпроводники используются в передовых технологиях, от магнитов в медицинских приборах до систем магнитной подвески транспорта. Однако для достижения нулевого сопротивления при передаче энергии им требует охлаждение до -269°C, что ограничивает применение этой технологии.
Ученые ищут сверхпроводящие материалы, способные работать при пороге -196°C, что позволит использовать для их охлаждения жидкий азот вместо дорогостоящего жидкого гелия.
В новом исследовании команда впервые обнаружила, что поликристаллический сплав железа, никеля и циркония проявляет сверхпроводящие свойства. При этом ни цирконид железа, ни цирконид никеля не обладают сверхпроводимостью в кристаллической форме.
Ученые обнаружили, что новый цирконид имеет ту же кристаллическую структуру, что тетрагональные циркониды переходных металлов — перспективных сверхпроводников.
Получившийся сплав также показал куполообразную диаграмму сверхпроводимости, в которой температура сверхпроходящего перехода сначала повышалась, а потом снова падала. Подобная форма служит многообещающим признаком нетрадиционной сверхпроводимости, отметили исследователи.
По словам специалистов, их открытие может способствовать созданию передовых материалов для сверхпроводящих устройств нового поколения.
Журнал «АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» - информационный партнер главного зимнего мероприятия в сфере аддитивного производства - ADDITIVE MINDED 2025 - специализированный проект по аддитивным технологиям и 3D-сканированию в промышленности .
На выставке представлен самый свежий номер - №1/2025г. Не пропустите!
На выставке представлен самый свежий номер - №1/2025г. Не пропустите!
at_1_2025_2.pdf
63.4 MB
Вышел первый номер 2025 года журнала «АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ».
Основные темы номера:
• Системный подход к развитию аддитивных технологий в России
• АТ для достижения технологического лидерства
• Аддитивная трансформация строительной отрасли: ожидание и реальность
• АТ в медицине
• Аддитивное производство: итоги 2024 года
• Итоги выставки Formnext 2024
• Контроль геометрии отливок
• Механические и термические свойства ПЭТГ пластика для экструзионной аддитивной технологии
Основные темы номера:
• Системный подход к развитию аддитивных технологий в России
• АТ для достижения технологического лидерства
• Аддитивная трансформация строительной отрасли: ожидание и реальность
• АТ в медицине
• Аддитивное производство: итоги 2024 года
• Итоги выставки Formnext 2024
• Контроль геометрии отливок
• Механические и термические свойства ПЭТГ пластика для экструзионной аддитивной технологии
В Израиле создали реалистичные растительные стейки с помощью 3D-принтера
Израильские учёные разработали инновационный метод производства искусственного мяса. Он позволяет создавать реалистичные стейки, включая бараньи отбивные, говядину Вагю и филе ягнёнка. Все продукты изготовлены из растительных белков, выращенных в лаборатории, с использованием 3D-принтера.
Учёные применили новую технологию формирования для пищевой промышленности, основанную на методе «литья под давлением». Он обычно используется в полимерной промышленности. Метод позволяет производить детали путём впрыскивания расплавленного материала в формы. Кроме того, исследователи использовали альтернативный подход к 3D-печати, который наращивает съедобную массу.
Процесс включает в себя цифровое сканирование настоящих стейков для создания точных форм, которые затем заполняются 2 синтетическими материалами: один имитирует животный жир, другой — мясную ткань. Эти материалы сделаны из растительного белка, включая сою, горох и картофель.
В ходе вкусового теста, в котором участвовали 23 добровольца из разных стран, искусственное мясо получило в среднем 9 баллов по шкале от 0 до 20, в то время как фермерская говядина набрала 10 баллов. Участники отметили более мягкую текстуру и интенсивный цвет растительных стейков. Тем не менее, 67% предпочли говядину, а 43% — растительные альтернативы.
Исследователи утверждают, что их метод более экономически эффективен: стоимость производства составляет $9 (примерно 900 рублей) за кг по сравнению с $38 (около 3 800 рублей) за аналогичное количество при использовании традиционной 3D-печати. Учёные считают, что их работа открывает новые горизонты для масштабируемых решений на рынке альтернативного мяса.
Израильские учёные разработали инновационный метод производства искусственного мяса. Он позволяет создавать реалистичные стейки, включая бараньи отбивные, говядину Вагю и филе ягнёнка. Все продукты изготовлены из растительных белков, выращенных в лаборатории, с использованием 3D-принтера.
Учёные применили новую технологию формирования для пищевой промышленности, основанную на методе «литья под давлением». Он обычно используется в полимерной промышленности. Метод позволяет производить детали путём впрыскивания расплавленного материала в формы. Кроме того, исследователи использовали альтернативный подход к 3D-печати, который наращивает съедобную массу.
Процесс включает в себя цифровое сканирование настоящих стейков для создания точных форм, которые затем заполняются 2 синтетическими материалами: один имитирует животный жир, другой — мясную ткань. Эти материалы сделаны из растительного белка, включая сою, горох и картофель.
В ходе вкусового теста, в котором участвовали 23 добровольца из разных стран, искусственное мясо получило в среднем 9 баллов по шкале от 0 до 20, в то время как фермерская говядина набрала 10 баллов. Участники отметили более мягкую текстуру и интенсивный цвет растительных стейков. Тем не менее, 67% предпочли говядину, а 43% — растительные альтернативы.
Исследователи утверждают, что их метод более экономически эффективен: стоимость производства составляет $9 (примерно 900 рублей) за кг по сравнению с $38 (около 3 800 рублей) за аналогичное количество при использовании традиционной 3D-печати. Учёные считают, что их работа открывает новые горизонты для масштабируемых решений на рынке альтернативного мяса.