Поварена сіль допомогла в рази покращити приживання кісткових імплантатів.
Дослідники створили новий тип полімерних імплантатів для кісток черепа, які приживаються в 4-6 разів краще за попередні прототипи. Вчені досягли цього завдяки кухонній солі, а також білкам, які стимулюють зростання кісткової тканини та судин. Про це пише прес-служба НДТУ "МІСіС" з посиланням на статтю у науковому журналі.
"Загалом за рахунок введення рекомбінантних білків вдалося підвищити ефективність приживання імплантатів, що виражається у збільшенні відсоткового вмісту кісткової тканини, в 4–6 разів. Це дозволить пацієнтові швидше відновитися після операції. Крім того, нова кісткова тканина на місці дефекту зможе витримувати такі самі. механічні навантаження, як і до операції", - йдеться у повідомленні.
Фахівці з НДТУ "МІСіС", а також їхні колеги з МДУ, Національного дослідницького центру епідеміології та мікробіології імені Гамалії, а також Всеросійського НДІ сільськогосподарської біотехнології, досягли подібних результатів, експериментуючи з полімерними імплантатами на базі поліефірефіркетону.
Ця речовина, як пояснюють вчені, вже давно і дуже широко використовується при виготовленні імплантатів кісток хребта завдяки високій міцності, гнучкості, стійкості до корозії та безлічі інших властивостей.
При цьому, однак, цей полімер має один великий недолік – він біологічно інертний. В результаті при імплантації конструкцій з нього різні частини тіла людини кістки не зростаються з ним. Це, зокрема, не дозволяє використовувати платівки з цього матеріалу як заміну для фрагментів кісток черепа, адже в цьому випадку дуже важлива міцність "шва" між природною кістковою тканиною та її штучною заміною.
Повноцінна заміна кістки
Вчені, як зазначають автори статті, давно намагаються вирішити цю проблему. Вони хочуть робити конструкції з ПЕЕК такими ж пористими, як і справжні кістки черепа людини та інших ссавців. Однак за допомогою існуючих методик формування пор усередині подібних полімерних імплантатів вченим не вдавалося цього зробити.
Російські дослідники вирішили цю проблему, а також принагідно відкрили спосіб різкого підвищення якості приживання імплантатів. Для цього їм знадобилася звичайна кухонна сіль. Вчені використовували її як тимчасовий наповнювач для порожнин під час "друку" штучної кістки, яка являла собою суміш з ПЕЕК і гідроксоапатиту, мінеральної основи кісткової тканини.
"Спочатку ми розбивали порошок гідроксіапатиту в дрібніші частинки за допомогою планетарного млина. Потім змішували його з ПЕЕК і додавали кухонну сіль, причому з частинками сферичної форми. Важливо розуміти, що тут підійде не будь-яка сіль, тому що її кристали можуть бути кубічної форми, а це не відповідає природній пористості кістки", – пояснив один із авторів роботи, студент НІТУ "МІСіС" Олександр Чубрик.
За допомогою цього підходу вчені досягли ідеального співвідношення обсягу пор та полімерної основи імплантату, а також дійшли несподіваного відкриття. Аналізуючи хімічні властивості нових імплантатів, автори статті виявили, що створений ними матеріал незвичайно сильно взаємодіяв із двома найважливішими білковими сигналами росту, BMP-2 та еритропоетином.
Перша речовина стимулює зростання кісткової тканини, а друга відповідає за формування нових кровоносних судин. Як показали досліди на мишах, пористі імплантати з ПЕЕК, покриті цими сигналами росту, значно швидше і міцніше з'єднувалися з кістковою тканиною, ніж їх аналоги з чистого полімеру.
Почитати ще:
