В России разработали костные имплантаты с эффектом памяти

Томские ученые представили инновационные биокаркасы, обладающие уникальной способностью изменять форму для более успешной имплантации.

Юлия УгловаАвтор Hi-Tech Mail

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами создали уникальные биомедицинские каркасы («скаффолды») со сложной структурой гироида. Они могут менять форму при повышении температуры до значений, характерных для человеческого организма. Эта способность дает значительные преимущества для имплантации костных протезов, обеспечивая минимальное травмирование окружающих тканей и улучшая приживаемость конструкции внутри костей, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.

Полимерные скаффолды представляют большой интерес для регенеративной медицины, позволяя формировать трехмерные биосовместимые каркасные системы сложной геометрии. Используя современные методы 3D-печати, можно изготавливать изделия, идеально повторяющие структуру и физико-механические свойства натуральных тканей организма.

Скаффолд изготавливают следующим образом: изначально каркас создается по форме дефекта кости. Далее его нагревают, сжимают и охлаждают в таком виде, чтобы получить временную компактную форму. Во время хирургического вмешательства врач помещает уменьшенный имплантат в тело пациента через минимальный надрез. По мере прогрева до температуры тела материальная конструкция восстанавливает первоначальную форму, плотно занимая пространство дефекта. Такая технология устраняет необходимость дополнительной механизированной обработки, что делает операцию менее болезненной и травмирующей для пациента. Если потребуется ускорить процесс, врач может дополнительно применить мягкое местное тепловое воздействие.

Лабораторные испытания показали высокую эффективность созданных конструкций. Скаффолды, содержащие 10 масс. % полиэтиленгликоля и имеющие гироидную структуру, восстановились на 97% от начальной формы спустя 6 минут погружения в воду температурой около 40. Оптимальное восстановление объясняется равномерностью теплопередачи и доступностью воды для проникновения внутрь пористых структур.

По словам ученых, будущие исследования сосредоточатся на изучении механических свойств и устойчивости к усталости скаффолдов в среде, моделирующей условия нагруженности костной ткани, а также на выполнении доклинических тестов. Эти мероприятия необходимы для выбора наилучшего состава и архитектуры скаффолдов, которые обеспечат высокую способность восстанавливать форму, достаточную прочность и абсолютную биологическую совместимость.

Ранее ученые объяснили происхождение самых странных окаменелостей на Земле.

• медицина
• российские ученые

Поделиться