С ее помощью ученые делали материал для имплантов в достаточной степени пористым
ТАСС, 13 апреля. Российские исследователи создали новый тип полимерных имплантатов для костей черепа, которые приживаются в
«В целом за счет введения рекомбинантных белков удалось повысить эффективность приживаемости имплантатов, что выражается в увеличении процентного содержания костной ткани, в
Специалисты из НИТУ «МИСиС», а также их коллеги из МГУ, Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи, а также Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии, добились подобных результатов, экспериментируя с полимерными имплантатами на базе полиэфирэфиркетона (ПЭЭК).
Это вещество, как объясняют ученые, уже давно и очень широко используется при изготовлении имплантатов костей позвоночника благодаря высокой прочности, гибкости, стойкости к коррозии и множеству других свойств.
При этом, однако, у этого полимера есть один большой недостаток — он биологически инертен. В результате при имплантации конструкций из него в различные части тела человека кости не срастаются с ним. Это, в частности, не позволяет использовать пластинки из этого материала как замену для фрагментов костей черепа, ведь в этом случае крайне важна прочность «шва» между естественной костной тканью и ее искусственной заменой.
Полноценная замена кости
Ученые, как отмечают авторы статьи, давно пытаются решить эту проблему. Они хотят делать конструкции из ПЭЭК такими же пористыми, как и настоящие кости черепа человека и других млекопитающих. Однако с помощью существующих методик формирования пор внутри подобных полимерных имплантатов ученым не удавалось сделать этого.
Российские исследователи решили эту проблему, а также попутно открыли способ резкого повышения качества приживаемости имплантатов. Для этого им понадобилась обычная поваренная соль. Ученые использовали ее в качестве временного наполнителя для пустот во время «печати» искусственной кости, которая представляла собой смесь из ПЭЭК и гидроксоапатита, минеральной основы костной ткани.
«Сначала мы разбивали порошок гидроксиапатита в более мелкие частицы при помощи планетарной мельницы. Затем смешивали его с ПЭЭК и добавляли поваренную соль, причем с частицами сферической формы. Важно понимать, что здесь подойдет не любая соль, так как ее кристаллы могут быть кубической формы, а это не соответствует естественной пористости кости», — объяснил один из авторов работы, студент НИТУ «МИСиС» Александр Чубрик.
С помощью этого подхода ученые добились идеального соотношения объема пор и полимерной основы имплантата, а также пришли к неожиданному открытию. Анализируя химические свойства новых имплантатов, авторы статьи обнаружили, что созданный ими материал необычно сильно взаимодействовал с двумя важнейшими белковыми сигналами роста, BMP-2 и эритропоэтином.
Первое вещество стимулирует рост костной ткани, а второе отвечает за формирование новых кровеносных сосудов. Как показали опыты на мышах, пористые имплантаты из ПЭЭК, покрытые этими сигналами роста, значительно быстрее и прочнее соединялись с костной тканью, чем их уже существующие аналоги из чистого полимера.
Как отметили в пресс-службе НИТУ «МИСиС», ученые планируют продолжить работу над совершенствованием полимерных имплантационных материалов, в том числе, используя биорезорбируемые, то есть растворяющиеся со временем соединения.
