ТАСС, 2 декабря. Материаловеды разработали новую технологию изготовления многослойных полимерных костных имплантатов на основе полиэтилена, которые отличаются высокой прочностью, биосовместимостью и химической стойкостью. Об пишет пресс-служба НИТУ "МИСиС" со ссылкой на статью в журнале Polymers.
"Мы разработали новый подход по изготовлению костных имплантатов для замещения дефектов трубчатых костей. Наши имплантаты по механическим свойствам близки к свойствам натуральной костной ткани, а отсутствие металлических компонентов снижает вероятность возникновения воспалительных процессов", – прокомментировал один из авторов работы, инженер-исследователь из НИТУ "МИСиС" Тарек Дайюб.
Медикам зачастую приходится использовать различные металлические или полимерные конструкции в качестве имплантатов, помогающих костям удерживать правильную форму при их восстановлении после переломов, а также при других хирургических и медицинских процедурах. Зачастую такие структуры остаются внутри организма пациента на протяжении всей жизни, что в некоторых случаях вызывает воспаления и другие проблемы.
Ученые давно пытаются решить эту проблему, разрабатывая различные биоразлагаемые материалы, которые постепенно выводятся из тела человека и замещаются полноценной костью, хрящами, мускулами или другими типами тканей организма.
Протезы высокой прочности
Дайюб и его коллеги создали еще один полимерный материал на базе высокомолекулярного полиэтилена, который одновременно отличается высокой прочностью, и при этом хорошо поддается обработке, обладает низкой массой и хорошей биосовместимостью.
Этот материал, как отмечают ученые, можно в теории использовать для создания почти полного подобия костей, чередуя пористые и плотные слои, имитирующие разные формы костной ткани. Для этого, однако, необходимо создать методику, позволяющую "склеивать" подобные слои полиэтилена друг с другом при помощи веществ, не вызывающих воспалений и отторжения при имплантации протеза в тело пациента.
Специалисты НИТУ "МИСиС" и их коллеги из НМИЦ онкологии имени Блохина сделали первый шаг к решению этой проблемы, попытавшись склеить пористые и плотные части подобных имплантатов при помощи трех различных полимерных клейких субстанций - тиоэфиров, ПВА/целлюлозы, а также фенолформальдегида, гипотетически обладающих высокой биосовместимостью.
Как показали эти опыты, подобная процедура значительно повысила прочность протезов при использовании всех трех типов клея, повысив их сопротивляемость механическим нагрузкам в 29-40 раз. Аналогичных результатов можно добиться, как показали последующие опыты, соединяя слои композитных материалов с лентами высокомолекулярного полиэтилена.
Ученые надеются, что успешное завершение этих экспериментов ускорит создание и испытание на практике первых полностью полиэтиленовых протезов и имплантатов костей, которые не будут уступать их металлическим аналогам по всем механическим характеристикам и значительно превосходить их в биосовместимости.
