Студент ЮУрГУ создает отечественный аналог голосового протеза

Ученые ЮУрГУ разрабатывают отечественный аналог такого аппарата, который будет во много раз дешевле импортных изделий.

Импортозамещение для восстановления голоса

Проблема восстановления голоса после удаления гортани существует с тех самых пор как была разработана операция — ларингэктомия (полное удаление гортани). Эта операция позволяет больным с онкологией продлить жизнь, но, к сожалению, такие пациенты теряют возможность говорить. Хирургическим методом восстановления голоса с помощью имплантов является голосовой протез.

Студент Института спорта, туризма и сервиса ЮУрГУ Никита Дубровский занимается разработкой отечественного голосового протеза, который поможет решить проблему отсутствия звуковой речи у перенесших удаление гортани. На базе научно-исследовательского Центра спортивной науки ЮУрГУ он разработал проект «Создание отечественного аналога голосового протеза и трахеостомы». Научный руководитель проекта – Виталий Епишев, директор научно-исследовательского Центра спортивной науки ЮУрГУ, доцент кафедры «Теория и методика физической культуры и спорта».

«Во всем мире методом выбора голосовой реабилитации у ларингэктомированных больных является голосовое протезирование. Чаще всего используются аппараты иностранного производства, которые позволяют пациентам вернуть голос. Но главный минус состоит в том, что примерно через год устройство надо менять. Импортные протезы довольно дороги, и поэтому мы решили сделать собственную разработку, которая при аналогичных технических характеристиках будет стоить гораздо дешевле», - поясняет Никита Дубровский.

Создание голосового протеза с помощью 3D принтера

Голосовое протезирование было разработано в 1980 году и прочно вошло в практику всех онкологических клиник в развитых странах мира. Принцип метода состоит в создании шунта (отверстия) между трахеей и верхним отделом пищевода на уровне трахеостомы с последующей установкой специально сконструированного клапана. Устройство этого клапана (голосового протеза) позволяет при выдохе направлять воздух из трахеи в пищевод, при этом возникает колебание стенок пищевода и нижнего отдела глотки. Таким образом возникает звучный голос.

«В протезах зарубежного производства в большинстве случаев используется пластмасса, которая очень неудобна из-за своей жесткости. Мы планируем использовать пищевые силиконы, которые сделают протез мягче, и пациент будет испытывать меньше боли. Формы отлива, которые будут в последствие заливаться силиконом, мы изготавливаем с помощью 3D принтера», - рассказывает студент ЮУрГУ.

Уже создана компьютерная 3D модель голосового протеза, которую можно использовать для печати на 3D принтере. Многие современные 3D принтеры используют лазерную технологию, и изготовляемые модели получаются достаточно четкими. В рамках проекта уже созданы 3D модели конечных изделий, формы для заливки пищевого силикона. На стереолитографическом 3D принтере научно-исследовательского Центра спортивной науки ЮУрГУ изготовлена модель и создан прототип изделия, который будет проходить клинические испытания в Челябинском областном центре онкологии и ядерной медицины.

Работа продолжится в магистратуре

«К сожалению, при работе с 3D принтером мы столкнулись с повреждением ванночки для заливки в процессе создания модели. Кроме того, такой процесс изготовления может занимать от 12 до 24 часов, что очень долго. Так как 3D принтинг оказался не очень точным, то, возможно, в будущем нам придется от него отказаться и обратиться к токарям, так как в их распоряжении есть высокоточное оборудование. Но для начала надо усовершенствовать компьютерную модель», - отмечает Никита Дубровский.

Кроме того, в планах ученых подбор пищевого силикона оптимальной жесткости, так как это главное условие комфортного использования голосового протеза. После получения усовершенствованной модели будет проведено тестирование, что позволит рассчитывать на её использование в медицине.

В этом году Никита Дубровский получил степень бакалавра по направлению подготовки «Физическая культура» и планирует продолжить свою научную работу в магистратуре Института спорта, туризма и сервиса ЮУрГУ. Результаты исследования уже были представлены в рамках научно-практической конференции молодых ученых «Академические чтения: фундаментальные науки и клиническая медицина», а также позволили студенту Никите Дубровскому стать одним из победителей авторитетной программы «УМНИК», направленной на поддержку коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых исследователей.

Автор: Ольга Романовская. Фото: Виктория Матвейчук