Птицы-киборги с 3D-клювиками. Алтайские ученые создают протезы для диких пернатых

Дикие пернатые — частые пациенты ветеринарных врачей после домашних кошек и собак. Они часто ломают маленький клюв о стены многоэтажек или калечат хрупкие лапки — вплоть до полной их ампутации. Алтайский ученый, аспирант Алтайского государственного аграрного университета Глеб Ракитин совместно с командой вуза работает над созданием протезов для птиц с помощью 3D-принтера. Разработка может стать уникальной не только в России, но и во всем мире.

Самые важные новости в Телеграм и ВКонтакте. Подпишитесь!

Поставить на лапки

Птицы — существа вольные, но очень неаккуратные. В «каменных джунглях» они так и норовят получить какую-либо травму: неудачно стукнуться о стекло или врезаться в стену многоэтажного дома. «В городе пернатым сложнее передвигаться, они часто паникуют из-за громких звуков и врезаются в ближайшие объекты. В том числе много пострадавших среди краснокнижных видов», — объясняет аспирант АлтГАУ Глеб Ракитин.

Так произошло и с первым подопечным нашего героя — серая ворона сломала клюв от столкновения с окном. Для птицы это верная смерть, ведь без клюва она не сможет больше питаться. Команда молодого ученого напечатала на 3D-принтере новый клюв и присоединил его с помощью эпоксидной смолы.

К сожалению, ворона вскоре скончалась от многочисленных повреждений внутренних органов — последствия того самого трагичного столкновения. Ветеринары не смогли ее спасти.

Вторым подопечным ученых оказался сокол — из-за травмы он потерял обе лапки. Команда АГАУ в данный момент как раз работает над протезом потерянных конечностей.

«Из-за повреждений в дикую природу сокол больше не вернется. Но он сможет жить дальше в зоопарке или питомнике. Там птица будет в безопасности, а сотрудники смогут ухаживать за ее протезами: чистить и вовремя менять на новые», — объясняет Глеб Ракитин.

Каждому по 3D-клювику

На такой проект Глеба Ракитина вдохновил коллега из Новосибирска — ветеринарный врач Сергей Горшков. Он восстанавливает кошкам ампутированные конечности с помощью титановых имплантов и напечатанных на 3D-принтере пластиковых муляжей лап.

«Оказалось, что в Алтайском крае встречаются только единичные случаи ампутации конечностей у домашних животных, — объясняет Глеб Ракитин. — Между тем ветеринары поделились, что гораздо чаще они принимают птиц. Они повреждают лапки, ранят крылья и разбивают клюв. Поэтому мы решили сосредоточить свое внимание на пернатых».

По словам Глеба Ракитина, протезирование животных в мире до сих пор мало распространено из-за своей невероятной сложности. Ветврачам приходится создавать протез буквально вручную, чтобы учесть все видовые, внешние и возрастные особенности пациента. Это отнимает много времени и сил.

Поэтому ученые АГАУ решили пойти дальше единичного производства и разработать целую методику по созданию протезов для птиц с собственной электронной базой. Последняя будет содержать сотни набросков, уже готовых для 3D-печати. Ветеринарным врачам останется только внести нужные параметры пернатого пациента в систему, получить решение и отправить набросок на принтер.

3D-печать позволит врачам получать готовые протезы быстро и сразу в нескольких экземплярах — это особенно удобно, если потребуется заменить старый экземпляр на новый. Тем более, что сегодня 3D-принтеры становятся все более доступными, отмечает Ракитин. «Даже если в клинике нет людей, которые умеют работать с техникой, они могут заказать протез уже у готовой организаций», — рассказывает собеседник.

По словам Глеба Ракитина, такой единой базы в мире еще не создавали. «Встречаются единичные случаи, когда где-то сделают клюв для тукана, а в другом месте — лапку для цапли. Но то работы отдельных врачей. А общей инструкции для протезирования птиц в мире еще не было. Наша разработка может стать уникальной», — рассказывает ученый.

Прочный, легкий, удобный

Глеб Ракитин рассказывает, что идеальный протез должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать суровые условия окружающей среды и физические нагрузки, а еще быть легким и удобным. «Для протезирования необходимо подбирать такие материалы, которые будут соответствовать заданным требованиям эксплуатации», — отметил собеседник.

Ученым пришлось перепробовать большое количество различных материалов (ABS – акрилонитрилбутадиенстирол; PLA – полилактид; PETG – полиэтилентерефталатгликоль; TPU (также известный как FLEX) – термополиуретан; NYLON - полиамид), чтобы выбрать самый подходящий. Им оказался нейлоновый филамент. Это самый прочный из доступных для печати пластиков, он устойчив к высоким температурам и имеет низкий коэффициент трения. К тому же нейлон хорошо переносит воздействие кислот и щелочей — они чаще всего встречаются в продуктах питания птиц.

Не хуже себя показали материалы PETG и TPU. Их также использовали новосибирские ветеринары для протезирования конечностей кошек.

Подарок миру

Сегодня команда Глеба Ракитина сотрудничает с ветеринарной клиникой «Добрый доктор». Ветврачи специализируются на лечении птиц и предоставляют своих пациентов для изучения алтайским ученым. Благодаря им, аспиранты могут собрать ту самую большую базу готовых набросков и подарить ее всему миру.

«Наша электронная база будет доступна для всех ветеринарных врачей абсолютно бесплатно. Патент будет оформлен только на некоторые разработки протезов, чтобы подчеркнуть наше авторство», — рассказывает ученый.

Точные сроки завершения проекта пока не известны. Разработка над ним продолжится в начале 2025 года.