В декабре 2017 года по итогам конкурса «УМНИК — 2017» (участник молодежного научно-инновационного конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере эксперты отметили 13 проектов молодых омских ученых и рекомендовали их для финансирования
Победители получат по 500 тысяч рублей на реализацию своих идей. «Коммерческие вести» продолжают знакомить читателей с авторами наиболее интересных проектов.
В 21 веке технологии шагнули далеко вперед и необратимо изменили человечество. Еще 50 лет назад профессия инженера была практически стопроцентно мужской, на станках работала в основном сильная половина человечества, а гаечки и винтики интересовали исключительно мальчишек. Сегодня приоритеты изменились. Корреспондент «КВ» Анастасия ИЛЬЧЕНКО познакомилась с Дарьей БАЛОВОЙ, аспиранткой ОмГТУ, разрабатывающей крепежные винты для имплантатов.
– Дарья, как получилось, что вы стали заниматься темой винтов?
– Я заинтересовалась вопросами обработки титана еще в магистратуре. Это интересный материал, его применяют и в двигателестроении, и в авиационной технике, но он сложен в обработке. Непросто получить требуемые результаты. Когда поступила в аспирантуру, наша кафедра как раз начала заниматься производством имплантатов. Поскольку темы пересекаются, я включилась в работу. Сейчас «Разработка и изготовление крепежных винтов имплантатов для остеосинтеза» – тема моей кандидатской диссертации, а заведующий кафедрой «Металлорежущие станки и инструменты» доктор технических наук Андрей Юрьевич ПОПОВ – мой научный руководитель. Титан – наиболее подходящий материал для того, чтобы находиться в организме человека. Он должен быть биосовместимым, биоинертным, т. е. не выделять никаких вредных веществ.
– Чем вызвана необходимость создания специальных винтов?
– Имплантаты, которые мы делаем, предназначены для сращивания костных тканей, они применяются при сложных переломах, когда обычным гипсом уже не помочь. Имплантаты состоят из титановых пластин, которыми и скрепляют отломки костей, фиксируя винтами. После того как кость срастается, имплантат чаще всего выкручивается. Но с этим есть сложности. Дело в том, что операционная – это не шинно-монтажная мастерская, в ней невозможно применять динамометрические ключи, чтобы контролировать момент закручивания винта. И есть опасность переусердствовать – закрутить слишком сильно (тогда головка винта оторвется) или, наоборот, недокрутить. В этом случае пластина плохо зафиксируется, со временем разболтается и перелом срастется неправильно. Винт может вообще выкрутиться, сломаться в теле и повредить кость – нанести серьезный вред здоровью человека.
– В чем особенность ваших крепежных винтов?
– Они дают возможность без дополнительного оборудования определить, достаточно ли хорошо вкручены в кость.
– Технически это как выглядит?
– Во-первых, головка винта спроектирована определенным образом, профиль углубления под ключ в ней специальный, не как в обычных винтах. Я его собираюсь запатентовать. Второй момент – толщина стенок головки винта. Когда он закручивается, стенки вокруг ключа складываются, и, если придать ключу слишком большое усилие, его невозможно будет вытащить из винта. Плюс мы проработали соотношение резьбы на винте и имплантате. Все это вместе позволит хорошо фиксировать имплантаты.
– Углубление под ключ имеет особую форму? Значит, и ключ должен быть особый?
– Да, это будет специальная форма профиля и, соответственно, ключа. Еще очень важным моментом является зазор между ключом и отверстием в винте. Поэтому ключ и винт идут обязательно в паре.
– Кто-то уже делал что-то подобное?
– Есть много патентов на разные виды винтов, но они решают вопросы с медицинской точки зрения, а вот с технической – момент завинчивания, расчета профиля изготовления ключа – я информации не нашла. Хотя долго занималась и патентным поиском, и подбором литературы. Так что, возможно, я буду первой.
– Как вы видите коммерциализацию вашей разработки?
– Наш вуз сотрудничает с новосибирской фирмой, делает для нее имплантаты. Как раз эта компания и подвела нас к вопросу создания винтов. Она больше является дистрибьютером, а не медицинским учреждением, но к ним обращались хирурги, главврачи больниц, где с такой проблемой сталкивались. Мы планируем на базе ОмГТУ организовать и производство винтов, у меня уже есть договор о сотрудничестве с вузом, я имею доступ ко всему оборудованию, могу использовать его для научно-исследовательской работы.
– А в чем состоит сотрудничество вуза с новосибирской компанией?
– Мы для них уже более года производим имплантаты. Директор научного центра, который этим занимается на базе вуза, – доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» ОмГТУ Евгений Владимирович ВАСИЛЬЕВ. Пока они покупают у нас только имплантаты – без винтов.
– Дарья, когда завершатся ваши исследования?
– Я планирую в течение года 3D-модель титанового винта довести до изделия. Пока она существует только в компьютерном варианте. Есть определенные моменты по технологии изготовления, которые надо решить. Профиль нужен не стандартный, и сейчас я подбираю технологии. Как только этот вопрос решится, можно будет создать экспериментальную партию, проводить опыты и производить массово.
– Испытания будете проводить в вузе?
– Первоначальные, с технической точки зрения – на смятие винтов, на растяжение – сделаем на базе ОмГТУ, а с медицинской – совместно с новосибирской компанией. Дело в том, что винт, прежде чем производить, надо зарегистрировать, а это стоит около миллиона рублей. Это предприятие как раз занимается регистрацией медицинских приборов, поэтому все медицинские испытания берет на себя.
– Насколько новые винты, разработанные вами, повысят цену имплантатов?
– Думаю, это вряд ли произойдет. С точки зрения себестоимости производства это не должно повлиять на цену, поскольку другие винты изготавливаются из тех же материалов, и у некоторых сложность изготовления даже на порядок выше.
– Вы стали победителем конкурса «УМНИК». Впервые участвовали в нем?
– Нет, второй раз. Впервые я была на конкурсе совсем с другой темой – разрабатывала специальную геометрию фрезы, которой можно обрабатывать титановые сплавы. Но, видимо, мне не хватило опыта и настойчивости. Это был мой первый конкурс, я дошла до финала, но, увы, не победила.
– Какие проекты из последнего конкурса вам запомнились?
– Наверное, те, которые касались других отраслей. Например, девушка из медакадемии представляла программу для оценки определенного заболевания. Она медик, а решает технические вопросы. Такая междисциплинарная синергетика двух направлений мне интересна. Возможно, потому что я с технической стороны решаю медицинские вопросы, а она наоборот.
– Считается, что талантливая молодежь стремится покинуть Омск. Есть ли у вас планы на этот счет?
– До «УМНИКа» я участвовала в конкурсе от Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики и вошла в первую десятку по России. Мне предлагали обучение в этом вузе, но так как я уже училась в магистратуре ОмГТУ, то отказалась. Я люблю Санкт-Петербург, была в нем раз пять, но я пока не готова к смене обстановки так кардинально. Возможно, после защиты кандидатской диссертации… В прошлом году мне, кстати, предлагали работу в Санкт-Петербурге в научно-исследовательской лаборатории одного из заводов. Я тогда поступала в аспирантуру и загадала: если поступлю – останусь, если нет – уеду. Пока все складывается в пользу Омска.
– Чем увлекаетесь в свободное время?
– Его немного, ведь приходится совмещать и обучение в аспирантуре, и преподавание, и работу на кафедре. У меня дома два аквариума по 200 литров каждый. В одном живут мирные рыбы, в другом – хищные цихлиды. Они, конечно, не такие агрессивные, как пираньи, кого-то большого съесть не смогут, а маленьких рыбок – возможно.
– Давно вы увлекаетесь аквариумистикой?
– Года четыре. Получилось это случайно: мне на 8 Марта подарили рыбку в круглом аквариуме. А так как я ко всему подхожу основательно, то стала изучать вопрос в Интернете. Узнала, что, оказывается, круглые аквариумы абсолютно не подходят для содержания рыбок, что нужны фильтры, освещение, определенные условия. Занялась этим, и вот затянуло. Мне показалось, что одной рыбке грустно, и постепенно их стало много: мирные тернеции, сомики, гурами. Но мои любимцы – все-таки хищные. Их два вида – цихлиды чернополосые и цихлиды-попугаи. Последние имеют яркую оранжевую окраску, они живут парочками и каждый вечер перед сном после кормления устраивают в аквариуме танцы – кружатся друг с дружкой.
Биография
Дарья БАЛОВА родилась в Омске 7 мая 1992 года. В 2009 году окончила среднюю школу № 3 и поступила в ОмГТУ. В 2014 году окончила специалитет по направлению «Металлорежущие станки и инструменты», поступила в магистратуру ОмГТУ. В 2016 году окончила вуз и поступила в аспирантуру ОмГТУ. С 2017 года преподает в ОмГТУ на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты».
Замужем.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»
