На сегодняшний день пересадка костной ткани — вторая по частоте трансплантационная операция в мире. Ежегодно проводится более 2 млн таких процедур. Однако существующие методы, при которых используется костный материал самого пациента или донора, имеют ограничения: нередко требуются дополнительные операции, длительное восстановление, а также вероятны осложнения. С учетом старения населения спрос на безопасные и эффективные альтернативы только растет.
В рамках исследования под руководством Антонии Ресслер из Института перспективных исследований Тампере (Финляндия), ученые использовали гидроксиапатит — то же минеральное соединение, что составляет основу естественной кости. С помощью 3D-печати керамикой удалось создать каркасы, поддерживающие регенерацию тканей без применения лекарств или факторов роста, способных вызывать побочные эффекты.
«Мы можем создавать импланты, точно соответствующие индивидуальным дефектам костной ткани пациента, используя тот же материал, что и природа», — отметила Ресслер.
С помощью 3D-печати специалисты смогли точно контролировать внутреннюю структуру изделий: размер и расположение пор, через которые клетки проникают в материал и получают питательные вещества. Оптимальной оказалась архитектура с порами около 400 микрометров и пористостью примерно 45%, что обеспечивает баланс между прочностью и биологическими свойствами.
Исследователи также обнаружили, что свойства поверхности материала — например, изменения, возникающие при высоких температурах обработки, — существенно влияют на способность клеток прикрепляться к импланту. Это открытие подчеркивает важность не только состава, но и характеристик поверхности биоматериалов для успешной регенерации.
Работа финских специалистов стала одним из первых в мире систематических исследований по созданию, печати и тестированию керамических каркасов, имитирующих костную ткань. По мнению авторов, уже в течение следующего десятилетия индивидуально разработанные костные имплантаты могут стать стандартом в лечении дефектов костей.
Сейчас команда работает над тем, чтобы сделать такие импланты еще более доступными и расширить их применение в клинической практике.
Ранее на Mail Наука мы рассказывали, что ученые нашли новый способ ранней диагностики болезней сердца и почек.
