Для лечения костных дефектов, врожденных или появившихся из-за травмы, используют специальные имплантаты, которые помогают кости правильно восстановиться. Но потом такой имплантат приходится удалять, то есть проводить еще одну операцию.
И было бы очень хорошо, если бы костный имплантат был биодеградируемым – то есть чтобы он просто рассасывался в организме, не причиняя больному никакого вреда. Биодеградируемые имплантаты пытаются создать по всему миру, и сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ) – одни из тех, кто добился здесь очень значительных успехов.
Исследователи под руководством Сергея Твердохлебова создали композитный материал из полимолочной кислоты и фосфата кальция. Образцы имплантатов, изготовленные методом 3D-печати, отправили на доклинические испытания в знаменитый ортопедический Центр Илизарова в Кургане (Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» – РНЦ «ВТО»). У собаки, у которой в большой берцовой кости был дефект размером несколько сантиметров, костная ткань полностью заменила имплантат, а сам имплантат полностью растворился.
Биодеградируемые материалы позволяют создавать имплантаты с учетом как костной биомеханики, так и множества биологических процессов, протекающих в поврежденных костях. По словам профессора Андрея Попова, который руководит исследованиями имплантатов в РНЦ «ВТО», основная идея здесь состоит в том, что «…работая с материалами и покрытиями имплантата, изменяя их, мы можем стимулировать и управлять процессами формирования костной ткани… В перспективе накостные и внутрикостные имплантаты с биоактивным покрытием позволят сократить сроки лечения пациентов в два-четыре раза по сравнению с существующими мировыми стандартами».
Необходимо отметить, что новые композитные биодеградируемые имплантаты – не первый совместный проект исследователей из Томского политеха и специалистов Центра Илизарова. Так, вместе он разработали интрамедуллярные имплантаты с пьезоэлектрическими полимерными платформами-скаффолдами и трехмерные цилиндрические титановые имплантаты с биоактивным покрытием. Также успешно проявили себя в доклинических и клинических испытаниях в Центре интрамедуллярные спицевые имплантаты для восстановления функции опорно-двигательного аппарата у пациентов с укорочением и деформациями конечностей, вызванных генетическими заболеваниями и при переломах костей.
Как говорит Сергей Твердохлебов, «цилиндрические 3D титановые имплантаты с биоактивными покрытиями, по наблюдениям наших коллег из Илизаровского центра, легко, в течение одного месяца, интегрируются с костью и укрепляют ее при огромных с точки зрения травматологии дефектах кости, доходящих до 25% от анатомической длины кости. Уже подобраны оптимальная форма, размер, особенности архитектуры и технология нанесения покрытия на такие имплантаты».
В ближайшем будущем исследователи собираются сравнить титановые и новые полимерные имплантаты, чтобы понять сильные и слабые стороны тех и других.
Автор: Юлия Смирнова