Техника - молодёжи 1996-04, страница 9

роцитов, тромбоцитов и т.д. Так что, вшивая клапан, жизнь хотя и спасали, но, по сути, человек оставался инвалидом, трудиться уже не мог.

Еще один существенный "минус" — сам материал протеза. Он инороден организму, поэтому образовывались тромбы, закупоривалась кровеносная система.

Но вот в 1970 г. в США был получен уникальный материал — пиролитичес-кий углерод. Он легок, прочен, износостоек, а главное, на нем не возникали тромбы, то есть он оказался для организма "своим".

Из него были изготовлены сначала дисковые (одностворчатые) клапаны, а затем, через десяток лет, и двустворчатые. Принцип их действия элементарен. Поворачиваясь вокруг своей оси (расположенной на хорде в сечении кровеносного сосуда), те и другие перекрывают поток крови. Но двустворчатые — они напоминают крылья бабочки — имеют по сравнению с первыми массу достоинств.

Ясно, что вращать две маленькие створки значительно легче, чем диск, размер которого вдвое больше. Отсюда — меньше затраты энергии. Кроме того, "крылья", пропуская кровь, складываются, то есть они ориентированы строго вдоль потока и ему не препятствуют. А вот диск поворачивается по отношению к нему всего на 60°. (В противном случае усилия не хватает, чтобы его закрыть.) Как следствие — опять же нарушается центральный поток.

Следующий недостаток одностворчатого протеза — стук диска о корпус. Создается впечатление, что вместо сердца и впрямь работает "пламенный мотор". Этот изъян у двустворчатого клапана хотя и остался, но существенно уменьшен.

Постепенно новый протез вытеснил своих конкурентов и производившая его американская фирма "St.Jude" стала в мире монополистом.

— Когда мы впервые его увидели, то сразу встал вопрос, как сделать самим? Обойти американский патент? — вспоминает руководитель АО"Ме-динж" С.Евдокимов. В то время, в начале 80-х, он работал на Кирово-Че-пецком химическом комбинате, где производились отечественные клапаны. — Стали изучать двустворчатую конструкцию и быстро выявили недостатки. Первый — оси створок жестко зафиксированы в строго определенных точках корпуса. По законам гидродинамики в местах крепления — мертвая зона, где кровь застаивается. Итог — тромбы.

Второй связан с движением крови. Чтобы оно происходило с минимальными потерями энергии, кровь слегка закручена по спирали. Так вот, закрепленные створки нарушают "закручен-ность".

Как преодолеть эти изъяны? Пришло удивительно простое решение — предоставить створкам еще одну степень свободы, чтобы оси вращались по периметру корпуса. Тогда в потоке крови исчезнут "мертвые" зоны.

Но изобретатели пошли дальше. Дело в том, что закрученный поток создается только здоровой сердеч-но-сосудистой системой. При заболеваниях закрутки нет, что затрудняет работу сердца. С.Евдокимов, А.Мельников, Ю.Горшков нашли, как придать потоку вращение. У края одной из створок сделана небольшая выемка. Поэтому при закрывании давление на них неодинаково — в результате они слегка поворачиваются по периметру. При следующем закрывании — новый поворот. Таким образом, поток закручивается, протез улучшает работу больной сердечно-сосудистой системы.

Очень важно, чтобы створки работали с максимальным быстродействием, обтекались кровью без завихрений. Для выполнения этих условий требовалось найти их оптимальный профиль. Изобретатели разработали математическую модель работы клапана, рассчитали ее на компьютере. Затем, после многократных испытаний протеза в аэродинамической трубе, корректировок, была найдена его приемлемая форма.

О всех "изюминках", собранных в маленьком изделии, не расскажешь. Ведь подано 12 заявок на изобретение. В России уже получено 6 авторских свидетельств и патентов. Кроме того, патенты выданы в Европе, США и Японии. Но об одной находке нельзя не упомянуть. Благодаря ей клапаны работают совершенно бесшумно!

— Здесь такая хитрость, — говорит Евдокимов. — При закрывании вначале смыкаются малые сегменты створок, которые имеют незначительную скорость, а значит, не "хлопают". Большие же сегменты постепенно дожимаются кровью.

Остается только поразиться, какая нужна точность расчета и изготовления, чтобы протез функционировал почти как естественное сердце. Конечно, природу нельзя повторить. Она совершенна. Это особенно ясно тем, кто сам пытается творить. А потому ученые, изобретатели выше всего оценивают разработки, где удалось приблизиться к природе в наибольшей степени. И можно понять выбор многоопытного жюри, присвоевшего протезу клапана сердца Гран-при.

У нас в стране всегда было много удивительных научных и инженерных идей, однако внедрялись они плохо. Будут ли чудо-клапаны выпускать и вживлять россиянам? Успокою читателя. Да, будут. АО"Мединж" совместно с Пензенским заводом вычислительной техники уже начинает их серийное производство. Только в этом году будет выпущено 5000 изделий, а затем производство возрастет до 20000 в год.

Подчеркнем, что весь процесс от первого чертежа до получения на технологической линии готовых протезов занял всего 2 года. Срок для нашей промышленности еще совсем недав

но фантастический. Ведь, скажем, каждый из предыдущих типов протезов на Кирово-Чепецком заводе разрабатывался по 10 лет!

— Причина понятна, — объясняет Евдокимов. — Прежде материально в новом изделии никто не был заинтересован, зарплата от того, когда мы его сделаем, ни у кого не зависела. Теперь же стимул очевидный. Поэтому 2 года шла адова работа, без отпусков, по 12 часов в сутки.

Российский протез прошел все клинические испытания и рекомендован Минздравом к широкому применению. И последнее. В "Мединж" зачастили покупатели из Европы, США, Египта, Бразилии, Японии. Так что наукоемкие отечественные технологии, хотя и с большим трудом, но начинают проникать на мировой рынок.

СВАРКА СВЕТОМ

Сама идея стара, как мир: собрать излучение, скажем, от ксеноновой лампы в точку, где можно достичь температуры 600° С, и вести сварку.

Такой способ соединения материалов — мечта многих специалистов. Во-первых, обеспечивается сугубо точечный разогрев. Во-вторых, изменяя диаметр пятна или величину тока в лампе, можно регулировать температуру сварки в весьма широких пределах (что невозможно при традиционных способах). Поэтому металл не доводится до кипения и образующиеся окислы не попадают в шов, что резко повышает его качество.

А какой спектр возможностей! Световой луч позволяет соединять детали толщиной от 0,1 до 0,8 мм из стали, титана, меди, драгоценных металлов, разнородных материалов (сталь и медь, металл и стекло и т.д.), металлокерамики, термопластика.

Словом, достоинства, по сравнению с другими видами сварки, очевидны. Но тем не менее, метод практически не применялся ни у нас, ни за рубежом. Почему? Оказывается, вроде бы простую и очевидную идею крайне сложно реализовать. С одной стороны, аппарат должен быть легким, миниатюрным, удобным в обращении, а с другой, иметь большой к.п.д. Как следствие — мощный отражатель, изготовленный с высокой точностью, и эффективную систему охлаждения. Кроме того, требовалось точку фокусировки энергии расположить как можно дальше от аппарата, чтобы мастеру было удобно работать.

Около 20 лет различные организации пытались решить эти проблемы, но безуспешно. А недавно в работу включились специалисты Научно-исследовательского машиностроительного института (НИМИ) — одного из ведущих в оборонной отрасли.

Подчеркнем их подход: создавать гражданскую продукцию на тех же принципах, что военную. А значит, искать самые оптимальные решения, на которые способны сегодня отечественная наука и техника. Как он реали-зовывался?

ТЕХНИКА-

МОЛОДЕЖИ

4 ¹9 6