plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2021-5-6-40-43plasticnews-647Research ArticleПРИМЕНЕНИЕAPPLICATIONПерспективы использования полимерных композиционных материалов при изготовлении протезов (обзор)Prospects for the use of polymer composite materials in the manufacture of prostheses (review)ТимошковП. Н.TimoshkovP. N.

Москва 

Moscow 

mara.name@mail.ruУсачеваМ. Н.UsachevaM. N.

Москва 

Moscow 

mara.name@mail.ruХрульковА. В.KhrulkovA. V.

Москва 

Moscow 

mara.name@mail.ruГригорьеваЛ. Н.GrigorievaL. N.

Москва 

Moscow 

mara.name@mail.ruФедеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных Материалов» Государственный научный центр Российской ФедерацииРоссияFederal state unitary enterprise "All-Russian scientifi c research institute of aviation materials" State research center of the Russian FederationRussian Federation20211607202105-64043Copyright © Тимошков П.Н., Усачева М.Н., Хрульков А.В., Григорьева Л.Н., 20212021Тимошков П.Н., Усачева М.Н., Хрульков А.В., Григорьева Л.Н.Timoshkov P.N., Usacheva M.N., Khrulkov A.V., Grigorieva L.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/647

Одним из направлений применения композиционных материалов является их использование при изготовлении деталей протезов конечностей. Достижения в разработке композиционных материалов в последние годы привели к активному росту их применения в современной ортопедической медицине. Композиты обладают превосходными характеристиками прочности и веса по сравнению с металлическими материалами, биосовместимостью, что позволяет их использовать в производстве протезов. В статье рассмотрены различные композиционные материалы и их физико-механические свойства, компании-изготовители и их продукция для людей с разными потребностями. В ВИАМ в настоящее время разработана целая серия материалов, которые могут быть предложены для изготовления протезов.

One of the areas of application of composite materials is their use in the manufacture of parts of prosthetic limbs. Advances in the development of composite materials in recent years have led to an active growth in their use in modern orthopedic medicine. Composites have excellent characteristics of strength and weight compared with metallic materials, as well as biocompatibility, which allows them to be used in the manufacture of prostheses. The article discusses various composite materials and their physico-mechanical properties, manufacturing companies and their products for people with different needs. VIAM has developed a whole series of materials that can be proposed for the manufacture of prostheses.

полимерные композиционные материалыпротезпротезированиеортопедияpolymer composite materialsprosthesisprostheticsorthopedicsReferencesКаблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.РИА-Новости. Евгений Каблов: доля России на рынке композитов незначительна: [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/20190305/1551538941.html (дата обращения 05.03.2019).РИА-Новости. Евгений Каблов: доля России на рынке композитов незначительна: [Электронный ресурс]. URL: https://ria.ru/20190305/1551538941.html (дата обращения 05.03.2019).Железина Г.Ф., Соловьева Н.А., Макрушин К.В., Рысин Л.С. Полимерные композиционные материалы для изготовления пылезащитного устройства перспективного вертолетного двигателя //Авиационные материалы и технологии, 2018. №1. С. 58-63. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-1-58-63.Железина Г.Ф., Соловьева Н.А., Макрушин К.В., Рысин Л.С. Полимерные композиционные материалы для изготовления пылезащитного устройства перспективного вертолетного двигателя //Авиационные материалы и технологии, 2018. №1. С. 58-63. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-1-58-63.Аристова Е.Ю., Денисова В.А., Дрожжин В.С. и др. Композиционные материалы с использованием полых микросфер // Авиационные материалы и технологии, 2018. №1. С. 52-57. DOI 10/10577/2071-9140-2018-0-1-52-57.Аристова Е.Ю., Денисова В.А., Дрожжин В.С. и др. Композиционные материалы с использованием полых микросфер // Авиационные материалы и технологии, 2018. №1. С. 52-57. DOI 10/10577/2071-9140-2018-0-1-52-57.Душин М.И., Хрульков А.В., Мухаметов Р.Р. Выбор технологических параметров автоклавного формования деталей из полимерных композиционных материалов //Авиационные материалы и технологии. 2011. №3. С. 20-26.Душин М.И., Хрульков А.В., Мухаметов Р.Р. Выбор технологических параметров автоклавного формования деталей из полимерных композиционных материалов //Авиационные материалы и технологии. 2011. №3. С. 20-26.Тимошков П.Н. Оборудование и материалы для технологии автоматизированной выкладки препрегов //Авиационные материалы и технологии. 2016. №2. С. 35–39. DOI:10.18577/2071-9140-2016-0-2-35-39.Тимошков П.Н. Оборудование и материалы для технологии автоматизированной выкладки препрегов //Авиационные материалы и технологии. 2016. №2. С. 35–39. DOI:10.18577/2071-9140-2016-0-2-35-39.Каблов Е.Н. Роль химии в создании материалов нового поколения для сложных технических систем // Тез. докл. ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. УрО РАН, 2016. С. 25-26.Каблов Е.Н. Роль химии в создании материалов нового поколения для сложных технических систем // Тез. докл. ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. УрО РАН, 2016. С. 25-26.Каблов Е.Н. Россия на рынке интеллектуальных ресурсов // Эксперт, 2015. №28(951). С. 48-51.Каблов Е.Н. Россия на рынке интеллектуальных ресурсов // Эксперт, 2015. №28(951). С. 48-51.Walke K.M., Pandure P.S. Mechanical properties of materials used for prosthetic foot: a rewiew // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. 6th National Conference RDME 2017. 17th-18th March. PP. 61-65.Walke K.M., Pandure P.S. Mechanical properties of materials used for prosthetic foot: a rewiew // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. 6th National Conference RDME 2017. 17th-18th March. PP. 61-65.Anissa Mota. Materials of prosthetic limbs. California State Polytechnic University, Pomona. 2017. PP. 1-6.Anissa Mota. Materials of prosthetic limbs. California State Polytechnic University, Pomona. 2017. PP. 1-6.Scholz M.-S, Blanchfi eld J.P., Bloom L.D., Coburn B.H., et al. The use of composite materials in modern orthopedic medicine and prosthetic devices: A review // Composites Sience and Technology. 2011. 71. PP. 1791–1803.Scholz M.-S, Blanchfi eld J.P., Bloom L.D., Coburn B.H., et al. The use of composite materials in modern orthopedic medicine and prosthetic devices: A review // Composites Sience and Technology. 2011. 71. PP. 1791–1803.Klasson B.L. Carbon fiber and fibril lamination in prosthetics and orthotics: some basic theory and practical advice for the practitioner // Prosthetics and Orthotics International. 1995. 19. PP. 74-91.Klasson B.L. Carbon fiber and fibril lamination in prosthetics and orthotics: some basic theory and practical advice for the practitioner // Prosthetics and Orthotics International. 1995. 19. PP. 74-91.Ramakrishna S. et al. Biomedical applications of polymer-composite materials: a review // Composite Science Technology. 2001. 61(9). PP. 1189–224.Ramakrishna S. et al. Biomedical applications of polymer-composite materials: a review // Composite Science Technology. 2001. 61(9). PP. 1189–224.Moffat M. Braving new worlds: to conquer, to endure // Journal of Physical Therapy Science. 2004. 84(11). PP. 1056–86.Moffat M. Braving new worlds: to conquer, to endure // Journal of Physical Therapy Science. 2004. 84(11). PP. 1056–86.Nolan L. Carbon fibre prostheses and running in amputees: a review // The Journal of Foot and Ankle Surgery. 2008. 14(3). PP. 125–129.Nolan L. Carbon fibre prostheses and running in amputees: a review // The Journal of Foot and Ankle Surgery. 2008. 14(3). PP. 125–129.Dyer B.T.J. et al. The design of lower-limb sports prostheses: fair inclusion in disability sport // Disability Society. 2010. 25(5). PP. 593–602.Dyer B.T.J. et al. The design of lower-limb sports prostheses: fair inclusion in disability sport // Disability Society. 2010. 25(5). PP. 593–602.Composite prosthetic foot and leg: пат. US 4547913 США. № 512,180; заявл. 11.07.83; опубл. 22.10.85.Composite prosthetic foot and leg: пат. US 4547913 США. № 512,180; заявл. 11.07.83; опубл. 22.10.85.McCarvill S. Essay: prosthetics for athletes // The Lancet. 2005. 366(1). PP. 10–11.McCarvill S. Essay: prosthetics for athletes // The Lancet. 2005. 366(1). PP. 10–11.Romo H.D. Specialized prostheses for activities: an update // Clinical Orthopaedic Related Research. 1999. 361. PP. 63–70.Romo H.D. Specialized prostheses for activities: an update // Clinical Orthopaedic Related Research. 1999. 361. PP. 63–70.Medi: [Электронный ресурс]. Germany, URL: https://www.medi.de/en/fachhandel/marketingmaterial/videos (дата обращения: 15.03.2019)Medi: [Электронный ресурс]. Germany, URL: https://www.medi.de/en/fachhandel/marketingmaterial/videos (дата обращения: 15.03.2019)Berry D.A. Composite material for orthotics and prosthetics // Orthotics and Prosthetics. 1987. 40(4). PP. 35-43.Berry D.A. Composite material for orthotics and prosthetics // Orthotics and Prosthetics. 1987. 40(4). PP. 35-43.Tryggvason H., Starker F., Lecompte Ch., Jonsdottir F. Modeling and simulation in the design process of a prosthetic foot // Proceedings of the 58th SIMS. September 25th-27th, Reykjavik, Iceland. PP. 398–404.Tryggvason H., Starker F., Lecompte Ch., Jonsdottir F. Modeling and simulation in the design process of a prosthetic foot // Proceedings of the 58th SIMS. September 25th-27th, Reykjavik, Iceland. PP. 398–404.Jang T.S., Lee J.J., Lee D.H., Yoon Y.S. Systematic methodology for the design of a flexible keel for energy-storing prosthetic feet // Medical & Biological Engineering & Computing. 2001. 39(1). PP. 56–64.Jang T.S., Lee J.J., Lee D.H., Yoon Y.S. Systematic methodology for the design of a flexible keel for energy-storing prosthetic feet // Medical & Biological Engineering & Computing. 2001. 39(1). PP. 56–64.Jeon J.-H., Lee S., Kang S-P., Oh I-K.Novel biomimetic actuator based on SPEEK and PVDF // Sensors and Actuators B: Chemical Journal. 2009. 143(1). PP. 357–364.Jeon J.-H., Lee S., Kang S-P., Oh I-K.Novel biomimetic actuator based on SPEEK and PVDF // Sensors and Actuators B: Chemical Journal. 2009. 143(1). PP. 357–364.Yeh Cheng-Chia, Wen-Pin S. Effects of water content on the actuation performance of ionic polymer–metal composites // Smart Materials and Structures. 2010. 19(12). PP. 124-127.Yeh Cheng-Chia, Wen-Pin S. Effects of water content on the actuation performance of ionic polymer–metal composites // Smart Materials and Structures. 2010. 19(12). PP. 124-127.Shahinpoor M. Ionic polymer–metal composites (IPMCs) as biomimetic sensors, actuators and artificial muscles – a review // Smart Materials and Structures. 1998. 7(6). P. 15.Shahinpoor M. Ionic polymer–metal composites (IPMCs) as biomimetic sensors, actuators and artificial muscles – a review // Smart Materials and Structures. 1998. 7(6). P. 15.Shan Yingfeng, Kam K.L. Frequency-weighted feedforward control for dynamic compensation in ionic polymer–metal composite actuators // Smart Materials and Structures. 2009. 18(12). PP. 125-141.Shan Yingfeng, Kam K.L. Frequency-weighted feedforward control for dynamic compensation in ionic polymer–metal composite actuators // Smart Materials and Structures. 2009. 18(12). PP. 125-141.Li S-L. A helical ionic polymer–metal composite actuator for radius control of biomedical active stents // Smart Materials and Structures. 2011. 20(3). PP. 35-43.Li S-L. A helical ionic polymer–metal composite actuator for radius control of biomedical active stents // Smart Materials and Structures. 2011. 20(3). PP. 35-43.PowerFoot One: Active Ankle-foot Prosthesis from MIT Unveiled: [Электронный ресурс]. URL: https://www.medgadget.com/2007/07/powerfoot_one_active_anklefoot_orthosis_from_mit_unveiled.html (дата обращения: 22.04.2019).PowerFoot One: Active Ankle-foot Prosthesis from MIT Unveiled: [Электронный ресурс]. URL: https://www.medgadget.com/2007/07/powerfoot_one_active_anklefoot_orthosis_from_mit_unveiled.html (дата обращения: 22.04.2019).Ottobock. Каталог протезов нижних конечностей: [Электронный ресурс]. URL: https://www.ottobock.ru/prosthetics/lower-limbprosthetics/solution-overview/ (дата обращения: 25.03.2019).Ottobock. Каталог протезов нижних конечностей: [Электронный ресурс]. URL: https://www.ottobock.ru/prosthetics/lower-limbprosthetics/solution-overview/ (дата обращения: 25.03.2019).Flex-Foot Assure: [Электронный ресурс]. Germany, URL: https://www.ossur.com/prosthetic-solutions/products/balance-solutions/flex-foot-assure (дата обращения: 22.03.2019).Flex-Foot Assure: [Электронный ресурс]. Germany, URL: https://www.ossur.com/prosthetic-solutions/products/balance-solutions/flex-foot-assure (дата обращения: 22.03.2019).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.