Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin
  • БиоМолТекст17

«Железный» полимер

Имплантат из сверхвысокомолекулярного полиэтилена заменил костную ткань

Блог компании НИТУ «МИСиС», Geektimes

У нас новость – российские ученые успешно испытали имплантаты губчатых костей на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ): 100% вживленных образцов успешно прижились. Исследователи из НИТУ «МИСиС» при помощи коллег из Российского онкоцентра имени Блохина и Государственного завода медицинских препаратов научились создавать высокоточные имитации структуры костной ткани, что дало возможность обеспечивать полную замену костного дефекта, инициировать процессы регенерации костей и сохранить функциональные возможности конечностей. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Materials Science and Engineering (Maksimkin et al., Multilayer porous UHMWPE scaffolds for bone defects replacement).

scaffolds0.jpg
Рисунок из статьи в MSE – ВМ.

«В ходе новых экспериментов исследовательская группа смогла изучить структурные и механические характеристики полученных образцов как in vitro, так и in vivo, – прокомментировала работу ученых ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. – Благодаря тесному сотрудничеству нашего университета, ведущего онкологического центра России и Государственного завода медицинских препаратов прорывное фундаментальное исследование ученых НИТУ «МИСиС» получило практическое развитие. В частности, результаты экспериментов in vivo позволили определить степень пористости внутреннего слоя и размеры пор, при которых происходит прочная фиксация в костном дефекте путем врастания соединительной ткани в имплантат».

scaffolds1.jpg
Нет, это не Гамлет. Это руководитель проекта к.т.н. Фёдор Сенатов с теми самыми имплантатами.

Частичная замена костей, разрушенных из-за онкологических заболеваний, травм или хирургического вмешательства, остается важной медицинской проблемой. Только в России ежегодно проводится более 70 тысяч операций по восстановлению целостности поврежденной костной ткани. В мире таких операций проводятся сотни тысяч.

Костная ткань обладает естественной способностью к регенерации, но в случае больших дефектов она может быть недостаточной для полного восстановления кости. Поэтому сегодня для восстановления поврежденной костной ткани применяют различные виды имплантатов. Материалы, используемые для создания костных имплантатов, должны иметь целый ряд специфических свойств: быть биологически совместимыми с организмом человека или животного, обладать высокими механическими свойствами, обеспечивать полную замену костного дефекта и инициировать процессы регенерации костной ткани.

scaffolds2.jpg
Импланты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена 

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен хорошо подходит под описанные критерии. Например, если говорить о механических свойствах, то по показателю прочность/собственный вес изделия из СВМПЭ превосходят сталь. Поэтому потенциально он очень хорошо подходил для изготовления пористых имплантатов, структура которых точнее всего имитировала бы пористую губчатую костную ткань. Однако чрезвычайно высокая молекулярная масса полимера не позволяет использовать традиционные методы создания пористой структуры (обычно их создают путем вспенивания).

Проблему удалось решить, применив методы твердофазного смешивания, термопрессования и промывки в субкритической воде. Таким хитрым способом коллектив российских ученых впервые в мире решил задачу по имитации сложной структуры губчатой костной ткани, создав многослойные СВМПЭ-каркасы (scaffolds) со сплошным внешним и пористым внутренним слоем. (Скаффолд – термин из тканевой инженерии, скаффолд-технологии используются для регенерации костной ткани).

«Наш скаффолд состоит из двух слоев, прочно соединенных друг с другом, – рассказывает о материале руководитель работ, научный сотрудник Научно-исследовательского центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» к.т.н. Фёдор Сенатов. – Первый слой сплошной, он имитирует кортикальную кость для обеспечения механической прочности. Внутренний слой имеет поры определенного размера, поэтому может быть колонизирован клетками реципиента, чтобы ускорить срастание с окружающими тканями и обеспечить прочную фиксацию имплантата в зоне дефекта».

scaffolds3.jpg
Фёдор Сенатов со своей командой

По мнению экспериментаторов, перечисленные особенности полученных скаффолдов на основе СВМПЭ открывают большие перспективы для создания биоимплантатов в восстановительной медицине, что и доказали ученые в новой серии экспериментов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 28.03.2017


Читать статьи по темам:

перелом имплантаты тканевая инженерия регенерация наука в России Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Нанотрубки для упрочнения искусственной кости

Использование каркасов из пористого материала, пронизанных углеродными нанотрубками, позволяет выращивать костную ткань повышенной плотности.

читать

Сверхэластичные кости

Гибкий полимер, из которого можно печатать заготовки костей, не вызывает иммунного ответа, самостоятельно заполняется клетками и окостеневает естественным образом.

читать

Шелковые кости

Хирургические приспособления из шелкового фиброина могут заменить металлические спицы, штифты, скобы, винты и пластины, с помощью которых фиксируются костные отломки при переломах.

читать

Генотерапия псевдоартроза

Ученые КФУ впервые в мире применили метод генотерапии у больного с т.н. ложным суставом, который образуется на месте длительно существующего вывиха или перелома.

читать

Не все ботинки одинаково безопасны

Канадские исследователи в специально оборудованной лаборатории показали, что большинство зимних ботинок не подходят для ходьбы по гололеду.

читать

Сетка из силикона заменит гипс

Студенты Иллинойсского университета разработали сетчатую конструкцию, которая может стать полноценной заменой гипсу и избавить пациента от множества неудобств.

читать