Российские ученые создали керамические имплантаты на основе фосфатов магния для временного замещения костных дефектов. Как сообщила порталу Наука Mail пресс-служба РНФ, материал обладает прочностью натуральной кости, а его растворение в организме можно точно контролировать за счет изменения состава. По мере растворения керамика замещается здоровыми тканями. Область применения: травматология, челюстно‑лицевая хирургия и стоматология. Исследование поддержано грантом РНФ и опубликовано в Ceramics International.
Травмы, возрастные изменения и болезни нередко приводят к разрушению костной ткани — особенно у пожилых людей. Поскольку кости восстанавливаются медленно, при серьезных повреждениях врачи часто устанавливают титановые имплантаты. Если они небольшие, их извлекают после заживления — но для этого нужна дополнительная операция. А если титановый имплантат остается в организме надолго, он может вызвать хроническое воспаление из‑за постепенного износа.
Поэтому ученые ищут альтернативу — материалы, которые временно служат опорой, а затем полностью и безопасно растворяются по мере восстановления кости. Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) разработали и изучили керамические материалы на основе фосфатов магния: они совместимы с организмом и разрушаются естественным образом.
Авторы выбрали такой химический состав керамики, потому что магний жизненно важен для организма: он помогает контролировать обмен кальция, предотвращая его избыточное накопление, стимулирует рост костной ткани и влияет на работу сердечно‑сосудистой системы — в том числе регулирует сердечный ритм и артериальное давление. К тому же фосфаты — природные компоненты костей, обеспечивающие их прочность и жесткость.
Ученые синтезировали три варианта керамики на основе двух солей магния — ортофосфата и пирофосфата, а также их смеси. В тестах на сжатие материалы показали прочность и жесткость, сопоставимую с естественной костной тканью, — значит, их можно использовать для ее замещения. Кроме того, образцы способствовали прикреплению и размножению живых клеток и не вызывали их гибели.
Важно отметить, что исследованные варианты керамики различались скоростью растворения в среде, имитирующей организм. Это говорит о том, что, меняя состав материала — соотношение разных фосфатов магния, — можно тонко настраивать свойства имплантата. Это позволит индивидуально подбирать имплантаты для пациентов с разными травмами. В дальнейшем мы планируем продолжать исследования в данном направлении, улучшая состав керамических материалов, и создавать высокопористые прототипы имплантатов с заданными свойствами.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в Перми научились прогнозировать долговечность углеродных протезов.
