Ученые Пермского Политеха создали имплантаты, которые приживаются в 2-3 раза быстрее аналогов
Ученые Пермского Политеха разработали биосовместимые ячеистые
имплантаты челюстно-лицевых костей. Изделия из титанового сплава
созданы с помощью лазерного плавления и по свойствам максимально
повторяют костную ткань человека. Живые клетки прорастают в
ячейки в 2-3 раза быстрее, чем у аналогов с более плотной
структурой.
Результаты работы исследователи опубликовали в научных журналах
(1, 2, 3). На
изобретения они совместно с учеными из ПГМУ им. Вагнера получили
два патента (1, 2).
– Титановые сплавы часто применяют в области биомедицины.
Имплантаты на их основе обладают высокой прочностью, низкой
жесткостью и необходимой макропористостью. Именно это свойство
обеспечивает то, что костные клетки и сосуды эффективно
прорастают в изделие. Титановые сплавы не отторгаются организмом
и не подвержены коррозии, поэтому с помощью имплантатов из них
можно быстро восстановить дефекты костных тканей. Однако
пока не изучено их поведение в реальных условиях человеческого
организма, – рассказывает автор разработки, старший
преподаватель кафедры «Инновационные технологии машиностроения»
Пермского Политеха Полина Килина.
Пермские ученые провели комплексное исследование: они
спроектировали геометрию имплантата, разработали технологию его
создания и задали необходимые физико-механические свойства.
Конструкции с ячейками диаметром 2‒3 мм и макропористостью 90-97
% обеспечили ту же прочность и модуль упругости, как у
костной ткани. Клинические испытания на лабораторных животных
позволили оценить, насколько быстро имплантат «заселили» живые
клетки.
– С помощью 3D-моделирования и лазерного плавления мы
разработали имплантаты из титанового сплава Ti6Al4V.
Геометрическая форма с ячейками обеспечивает ускоренное
прорастание костной ткани в изделие и надежно его фиксирует. По
сравнению с аналогами с мелкопористой структурой, восстановление
костной ткани с нашим имплантатом происходит в 2‒3 раза быстрее,
– поясняет исследователь.
Такого эффекта позволила достичь макропористость изделия.
«Сцепление» также обеспечили специальные частицы на поверхности
имплантата, которые увеличили площадь контакта живых клеток и
конструкции. Размер пор позволил сформироваться сети кровеносных
сосудов, которая снабжает костные ткани питательными веществами.
Клинические испытания на животных провели в лаборатории кафедры
челюстно-лицевой хирургии ПГМУ им. Е.А. Вагнера. Ученые выяснили,
что активное прорастание тканей в ячейки началось уже через 2
недели, а полное приживление конструкций произошло через 4‒9
месяцев.
В дальнейшем исследователи планируют провести клинические
испытания по вживлению имплантатов людям.
Источник: scientificrussia.ru
