• Julia Borisova

Разработка ученых повысит приживаемость имплантов костей в 6 раз

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно со специалистами из НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи разработали метод повышения эффективности приживаемости имплантатов костей черепа в 4-6 раз. Это позволит избежать многих осложнений после имплантирования.

Для изготовления костных имплантов чаще всего используют полимерный материал полиэфирэфиркетон, поскольку он достаточно прочный, устойчивый к различным химическим средам и биосовместимый. Его можно использовать как для протезирования мезпозвоночных дисков, так и для изготовления имплантов трубчатых и плоских костей. При этом в последнем случае крайне важно, чтобы полимерный имплант прочно срастался с костью пациента. До настоящего времени для этих целей использовали специальные методы обработки имплантов, придающие им пористую структуру. Однако эти методы не достаточно эффективны.


Ученые из НИТУ «МИСиС» и НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи разработали новый метод повышения приживаемости имплантантов. Для лучшего срастания исследователи решили добавлять основной минеральной компонент костной ткани – гидроксилапатит, белок эритропоэтин (EPO) и костный морфогенетический белок BMP-2.


Разработка ученых позволит повысить приживаемость имплантов в 4-6 раз

Для формирования пористой структуры ученые предложили использовать кристаллы соли двух размеров — 106-200 микрометров и 40-75 микрометров. Первые позволили сформировать поры в материале, вторые — микрорельеф на их поверхности. Пористая структура позволяет прорастать кровеносным сосудам и костной ткани в имплант, а микрорельеф способствует прикреплению к поверхности имплантата остеобластов - собственных клеток пациента, формирующих костную ткань.


В ходе экспериментальных работ ученые имплантировали образцы материала в круглый дефект черепа у восьми групп лабораторных мышей. В каждой из групп образцы имели различный состав — чистый полимер, полимерный материал с добавлением белков разной концентрации, полимерный материал с добавлением компонентов костной ткани. Последняя девятая группа была контрольной - имплантат не вживлялся.


В группах, где материал импланта содержал белки определенной концентрации, удалось достичь максимального зарастания костного дефекта за 6 недель эксперимента. В целом, за счет введения рекомбинантных белков удалось повысить эффективность приживаемости имплантатов в 4 - 6 раз.

Разработка ученых позволит пациентам быстрее восстанавливаться после операций имплантирования. Кроме того, благодаря повышению приживаемости, новая костная ткань на месте дефекта сможет выдерживать такие же механические нагрузки, как и до операции.

Ученые планируют продолжить работу над совершенствованием полимерных имплантационных материалов, в том числе, используя биорезорбируемые, то есть растворяющиеся со временем соединения.

Читайте далее: технологии 3D печати помогут в борьбе с коронавирусом COVID-19.

Подписаться на новости SCDAILY