Российские ученые выяснили, что некоторые редкоземельные металлы, используемые для улучшения свойств костных имплантатов, могут наносить вред внутренним органам. Исследование, проведенное при поддержке Российского научного фонда, показало, что добавки лантана и церия способны приводить к повреждению печени и почек. Результаты этой работы были опубликованы в научном журнале Materials.
В современной медицине титан и его сплавы считаются одним из лучших материалов для создания имплантатов. Они ценятся за прочность, долговечность и способность не отторгаться организмом. Однако со временем даже титан может изнашиваться, поэтому ученые постоянно ищут способы продлить срок службы таких конструкций. Перспективным направлением считается добавление к титану редкоземельных элементов — группы из 17 химических веществ, широко востребованных в разных отраслях. Считалось, что такие микродобавки повышают износостойкость изделий и абсолютно безопасны для человека, что даже было закреплено в действующих стандартах.
Как рассказали в пресс-службе РНФ, специалисты из Института металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН и Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени академика Г.А. Илизарова решили проверить эту теорию. В эксперименте были задействованы 46 крыс, которых разделили на четыре группы. Животным первой группы установили титановый имплантат с добавлением иттрия, второй — с лантаном, третьей — с церием. Контрольная группа получила имплантаты из чистого титана без каких-либо примесей. На протяжении месяца исследователи наблюдали за состоянием грызунов, фиксируя изменения массы, температуры тела и реакцию тканей в месте операции.
Общее состояние всех подопытных крыс оставалось стабильным, их вес существенно не менялся. Однако в месте установки имплантата наблюдались локальные изменения температуры. У животных с иттрием этот показатель через неделю снизился на 1,6 градуса, а у крыс с лантаном, напротив, повысился более чем на градус. Спустя еще одну неделю температура во всех группах пришла в норму. Ученые связывают это с воспалительной реакцией, которая была наиболее выражена у носителей лантановых имплантатов, но со временем угасла.
Спустя три месяца после начала эксперимента исследователи провели анализ крови. У крыс, которым вживили имплантаты с лантаном и церием, были обнаружены маркеры, свидетельствующие о поражении печени и почек. У животных с иттрием и из контрольной группы таких изменений выявлено не было. Это открытие опровергает устоявшееся мнение о полной безопасности всех редкоземельных добавок.
Ранее Наука Mail рассказывала, как биопринтеры меняют будущее медицины.
