Ученые НИЦ «Курчатовский институт» в составе исследовательской группы создали материал, обладающий оптимальными свойствами для изготовления костных имплантов. От аналогов его отличают уникальные механические характеристики и безопасность для организма. Новый композит на основе биоразлагаемого полилактида и фосфата кальция со временем разрушается и выводится из организма, что подтверждено доклиническими испытаниями. Данная разработка открывает новые возможности для ортопедии и травматологии при лечении переломов и восстановлении костных дефектов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Science and Engineering: C.
«Ключевой вопрос при разработке имплантов нового поколения состоит в том, чтобы найти подходящий материал. Здесь важен целый комплекс свойств: безопасность, биологическая активность, оптимальные механические характеристики и контролируемая биодеградация, от которой зависит скорость устранения импланта из организма», – пояснил начальник лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий НИЦ «Курчатовский институт» Никита Седуш. Разработанный учеными композит удовлетворяет всем этим требованиям.
В качестве основы материала специалисты выбрали биоразлагаемый полимер полилактид, который активно используется для различных медицинских назначений и безопасен для организма. Однако механические характеристики этого полимера не позволяли широко применять его в ортопедии. Ученым Курчатовского института удалось решить эту задачу: они разработали методику получения композита на основе полилактида. Это позволило управлять свойствами получаемого материала и оптимизировать их в зависимости от конкретной медицинской задачи.
«Наш метод позволяет значительно улучшить свойства композитов для костных имплантов. За счет высокой степени диспергирования наполнителя новый материал по своим механическим характеристикам очень похож на естественную человеческую кость, что выгодно отличает его от ранее разработанных аналогов», – отметил главный научный сотрудник отдела нанобиоматериалов и структур НИЦ «Курчатовский институт» чл.-корр. РАН, проф., д.х.н. Сергей Чвалун.
Импланты, изготовленные из нового композита, были протестированы на животных. Результаты гистологических исследований показали, что они не вызывают токсического воздействия на организм. Ученые планируют продолжить доклинические испытания, которые необходимы для будущего медицинского использования перспективных костных имплантов.
В работе приняли участие специалисты НИЦ «Курчатовский институт», ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Московского физико-технического института, Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова, Центральной клинической больницы РАН, Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования, Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова и Новосибирского государственного университета.
Справочно:
Преимущество биоразлагаемых имплантов по сравнению с металлическими заключается в том, что со временем они разрушаются и выводятся из организма. Это устраняет необходимость вторичного хирургического вмешательства и облегчает процесс заживления.
