Поделиться
- Сегодня имплантаты для восстановления поврежденной костной ткани делают из различных материалов, в том числе и композитных, - говорит один из авторов новой технологии кандидат химических наук Павел Евдокимов. - Эти материалы во многом превосходят традиционные вставки из металла. Они легче, им проще придавать сложные формы, но есть один серьезный недостаток. Они остаются в организме навечно. Наша идея - сделать временный имплантат, чтобы он растворялся и, в конце концов, полностью заменен костью самого человека.
Ни один из известных композитов не подходил для решения этой задачи. Дело в том, что он должен удовлетворять нескольким обязательным требованиям, порой взаимоисключающим. С одной стороны быть максимально пористым. Тогда в него прорастет максимальное количество сосудов и собственной кости пациента. С другой стороны, быть прочным, чтобы выдерживать нагрузки. И конечно, хорошо растворяться под действием различных факторов. А еще быть технологичным, чтобы из него можно было делать имплантаты сложной формы.
- Особенно сложно достичь высокой пористости материала, - говорит Евдокимов. - В принципе такие материалы есть, но в них пористость хаотичная, а, значит, новые костная ткань и сосуды будут прорастать медленно и ненаправленно. Поэтому вся конструкция получается неоднородная, и мы теряем в прочности и проницаемости.
Чтобы совместить несовместимое, выполнить одновременно несколько условий, учеными был разработан принципиально новый биокерамический материал. Его состав является ноу-хау авторов. Но этого мало. Уже первые попытки сделать из него имплантат показали: обычные технологии здесь не подходят. Нужно применять 3D-печать. Только в этом случае можно задать необходимую структуру имплантата. Сейчас 3D-принтер печатает разные искусственные кости, у которых пористость, то есть пустоты, составляет 80 процентов объема, а остальные 20 процентов это собственно сам материал. И, тем не менее, у них высокая прочность.
Новая технология уже прошла испытания на лабораторных животных. У них заменили на искусственную треть бедренной кости. Сразу после наркоза они начали бегать. И самое главное: уже начался процесс регенерации, замена имплантата на естественную кость.
- Крайне важно, что процессом растворения вставки можно управлять, - говорит Евдокимов. - Ведь метаболизм у каждого человека разный, и можно так подобрать индивидуальный состав материала, что замена искусственной кости на естественную будет проходить у данного пациента наиболее оптимально.
Новая технология открывает путь к персонифицированной медицине. За это исследование Павел Евдокимов награжден премией правительства Москвы для молодых ученых.