Сделано Русскими
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Поддержать проект
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
В России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля». Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба».
Новости Сделано Русскими
Русская планета
Сделано Русскими

Российские ученые нашли способ быстрого сращивания костей

Соль поможет в приживаемости имплантатов черепа
Дмитрий Степнов
13 апреля, 2020 15:54
5 мин
Череп
Фото: Needpix.com

Ученые НИТУ «МИСиС» и НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи нашли способ в среднем в 4-6 раз повысить эффективность приживаемости полимерных имплантатов костей черепа при помощи белков и поваренной соли.

Это означает, что пациент быстрее восстановится, и в будущем заново выросшая кость сможет выдерживать такие же нагрузки, как до операции. Статья о разработке опубликована в Polymer Testing.

Одним из самых широко используемых материалов для изготовления полимерных костных имплантатов является полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) – он прочен, устойчив к агрессивным химическим средам, износостоек, биосовместим. ПЭЭК применяют, в основном, в спинальной хирургии – для протезирования межпозвоночных дисков. Однако он также перспективен в качестве материала для изготовления имплантатов трубчатых и плоских костей. В этом случае требуется обеспечить прочное срастание ПЭЭК с костью пациента. Для этого необходима дополнительная обработка материала для создания пористой структуры, в которую прорастала бы костная ткань. Однако до настоящего времени ни один из применяемых методов (например, вспенивание газом или разделение фаз) не давал достаточной структурной схожести с натуральной костью.

Ученые из НИТУ «МИСиС» и НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи разработали комбинаторный подход к созданию имплантатов, включающий в себя изготовление пористого имплантата из ПЭЭК или ПЭЭК с добавлением гидроксилапатита – основного минерального компонента костной ткани, а также двух белков, эритропоэтина (EPO) и костного морфогенетического белка BMP-2.

«Вначале мы разбивали порошок гидроксиапатита в более мелкие частицы при помощи планетарной мельницы. Затем смешивали его с ПЭЭК и добавляли хлорид натрия, поваренную соль, причем с частицами сферической формы – не любая соль подойдет, так как кристаллы соли могут быть кубической формы, а это не соответствует естественной пористости кости. После термопрессования образцы отмывались для растворения соли. В результате получался материал с 80%-ой пористостью»,рассказывает один из основных авторов разработки, студент программы iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС» Александр Чубрик.

Для формирования структуры использовались кристаллы соли двух размеров – 106-200 микрометров и 40-75 микрометров. Первые позволили сформировать поры в материале, вторые – микрорельеф на их поверхности. Если поры нужны в большей степени для прорастания кровеносных сосудов и костной ткани, то микрорельеф способствует прикреплению к поверхности имплантата остеобластов – собственных клеток пациента, формирующих костную ткань.

«Для привлечения вместо установки имплантата остеобластов и индукции роста костной ткани мы насыщали образцы рекомбинантным белком BMP-2, полученным в нашей лаборатории. Добавление рекомбинантного эритропоэтина, также разработанного нами, должно было способствовать усиленному прорастанию сосудов и дополнительному росту костной ткани. Работа по получению материала и характеристике его свойств была выполнена в рамках проекта, финансируемого РНФ»,- комментирует руководитель работы со стороны НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи Анна Карягина, профессор, доктор биологических наук, главный научный сотрудник НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи.

В ходе дальнейших экспериментов образцы материала имплантировались в 4-милиметровый круглый дефект черепа у восьми групп лабораторных мышей. В каждой из групп образцы имели различный состав – чистый ПЭЭК, ПЭЭК без белков, ПЭЭК с разной концентрацией белков, те же варианты с добавлением ГАП. Девятая группа была контрольной – имплантат не вживлялся.

Как показал эксперимент, оптимальными являются комбинации из ПЭЭК (с гидроксилапатитом или без), EPO3,5 микрограмма и BMP-2, также 3,5 микрограмма. Именно в этих группах удалось достичь максимального зарастания костного дефекта за 6 недель эксперимента. В целом, за счет введения рекомбинантных белков удалось повысить эффективность приживаемости имплантатов (что выражается в увеличении процентного содержания костной ткани) в 4 – 6 раз. Это позволит пациенту быстрее восстановиться после операции; кроме того, 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.

темы
ПОДДЕРЖАТЬ ПРОЕКТ
5 мин
Лень сёрфить новости? Подпишись и БУДЬ В КУРСЕ