Исследователи из «МИСиС» сделали полиэтиленовые кости

В России разработаны и испытаны имплантаты из высокомолекулярного полиэтилена для частичной замены губчатых костей. Создатели оригинального метода провели первые доклинические испытания на животных и подтвердили биосовместимость, прочность, а также надежность и быстрое сращение имплантатов с живой тканью.

Способность костной ткани к регенерации ограничена: не все дефекты компенсируются даже в раннем возрасте. Только в России ежегодно проводится свыше 70 тысяч операций по восстановлению целостности костей с их частичной заменой. Материалы, используемые для восполнения дефекта у пациентов различных возрастных групп, должны обладать совместимостью, прочностью, долговечностью и надежно фик- сироваться. Для решения этой задачи в Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» были разработаны имплантаты кости на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена. В их создании также участвовали сотрудники Российского онкологического научного центра имени Н.Н. Блохина и Государственного завода медицинских препаратов.

Имплантат кости представляет собой остеокондуктивный каркас из двух слоев, имитирующих компактное и губчатое костное вещество. Верхний слой сплошной, он предназначен для создания механической прочности. А во внутреннем слое имеются поры, которые колонизируются остеоцитами. Благодаря этому имплантат прочно фиксируется клетками костной ткани и выполняет основные функции нормальной кости. По показателю прочности полиэтиленовый каркас превосходит сталь и приближается к титану.

Инновация в представленной модели заключается в качественной имитации структуры губчатого вещества, увеличивающей надежность фиксации и скорость приживления. Это позволяет восстанавливать кость при умеренной остеопении и сокращать период реабилитации после имплантации. До этого создание пористой структуры на основе полиэтилена было недостижимо из-за высокой молекулярной массы полимеров, что не позволяло использовать стандартное «вспенивание» материала. Проблему удалось решить методами твердофазного смешивания с последующим термопрессованием и промывкой в субкритической воде.

Доклинические испытания показали, что имплантаты подопытных животных прижились в 100% случаев. Параллельно ученые уточнили оптимальную степень пористости внутреннего слоя для ускорения фиксации в костном дефекте. Полученные данные размещены в профильном международном издании Materials Science and Engineering. По мнению создателей, в частности руководителя проекта к.т.н. Федора Сенатова, разработка отечественных исследователей существенно расширяет возможности применения имплантатов в восстановительной медицине. Подготовил Александр Степанов