В России нашли способ улучшить костные имплантаты за один этап

Исследователи ТПУ в составе научной коллаборации предложили одноэтапный подход к модификации полимерных имплантатов, используемых для замещения дефектов костной ткани.

Новый подход позволяет улучшить свойства отечественных пористых полимерных имплантатов для замещения дефектов костной ткани

Источник: ТПУ

Разработка томских ученых направлена на устранение главного недостатка имплантатов из фторполимеров — их биологической инертности. Ранее специалисты вуза уже представляли способ нанесения частиц гидроксиапатита, являющегося минеральным компонентом кости, на плоские поверхности. Однако реальные костные имплантаты, изготавливаемые для пациентов, чаще всего имеют сложную пористую структуру, и сохранение их свойств в процессе модификации оказалось нетривиальной задачей.

Предложенное решение основано на использовании сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом отечественного производства. Из этого материала методом 3D-печати создаются образцы пористой структуры. Ключевой этап технологии — обработка поверхности специальным составом растворителей. В ходе этого процесса полимерный слой набухает, и в него одновременно внедряются микрочастицы гидроксиапатита. Такой подход, по словам исследователей, позволяет добиться равномерного покрытия даже на изделиях сложной геометрии.

Ученые Томского политеха разработали новый подход к созданию доступных имплантатов для челюстно-лицевой хирургии, который сокращает срок реабилитации пациентов

Источник: Unsplash

В ходе экспериментов ученые провели тщательный анализ модифицированных образцов. Изучались их морфология, элементный состав и способность смачиваться жидкостью (гидрофильность), а также проводились механические испытания на сжатие. Для оценки биологической совместимости были выполнены тесты in vitro с использованием стволовых клеток костного мозга. Результаты показали, что новая обработка не оказывает негативного влияния на кристаллическую структуру и прочностные характеристики имплантатов, сохраняя их функциональность.

Руководитель работ, научный сотрудник Центра аддитивных технологий общего доступа ТПУ Семен Горенинский, комментируя исследование, отметил особенности новой методики. «Проведенные эксперименты показали, что иммобилизация микрочастиц гидроксиапатита не изменила механическую прочность или кристаллическую структуру имплантатов. Кроме того, она значительно улучшила адгезию стволовых клеток, что привело к образованию монослоя на поверхности имплантата», — пояснил он, добавив, что это доказывает перспективность подхода для разработки пористых персонализированных изделий.

Результаты работы опубликованы в научном журнале Surfaces. Над проектом работали специалисты нескольких ведущих научных и медицинских центров страны, включая университет «Сириус», Сеченовский Университет и МГУ им. Ломоносова.

Напомним, ранее в России разработали новый биоматериал для зубных имплантов.