Выпрямление керамикой
Эндопротез межпозвонкового диска из уникальной пористой керамики, способной инициировать интеграцию костной ткани с остеоимплантатом и восстанавливать анатомическую подвижность позвоночного столба, создают учёные Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН. Разработка позволит вернуть к нормальной жизни людей с атрофическими поражениями позвоночного столба.
Согнутые в коленях ноги, сгорбленная спина и длинные руки. Так Чарльз Дарвин рисовал в своей эволюционной цепочке человекообразную обезьяну. Примерно такой же «формат» принимает и современный человек, управляя своим главным на сегодня орудием труда - компьютером. Эта шутливая аналогия, нашедшая отражение в модных карикатурах на тему «история эволюции», увы, не так безобидна, какой может показаться на первый взгляд. Действительно медики фиксируют рост числа заболеваний, связанных с тяготением людей к малоподвижному образу жизни. Это всевозможные заболевания позвоночного столба, которые неизбежно вызывают появление болевого синдрома и, согласно статистике, в 50 случаях из 1000 ведут к полной потери человеком трудоспособности и исправляются только с помощью хирургического вмешательства. В ситуации, когда без операции не обойтись, необходимы современные протезы, заменяющие необратимо повреждённые межпозвонковые диски и возвращающие тем самым нормальные свойства и функции позвоночнику человека. В России такие протезы не производят. Команда учёных из Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН поставила задачу создать подобный имплантат.
«Принципиальное отличие нашей разработки от тех протезов, что уже представлены западными производителями на рынке, состоит в использовании созданного в нашем же институте особого материала - пористой керамики с высокой прочностью и деформационной способностью, тогда как обычно для этих целей используют металл, с которым костная ткань интегрируется весьма слабо, либо не интегрируется вовсе, что приводит к резорбции, то есть разрушению прилегающего к имплантату участка кости,
- поясняет руководитель проекта, главный научный сотрудник лаборатории физики наноструктурных функциональных материалов Светлана Буякова. - Известно, что перманентное свойство керамики - хрупкость, но нам удалось справиться с этим её недостатком путём создания в материале пористых структур, которые при нагрузке испытывают так называемую обратимую деформацию, исчезающую при нейтрализации причин, её вызвавших.
Кроме того, особое покрытие керамики делает материал биосовместимым. Оно будет стимулировать костную ткань прорастать в материал, тем самым обеспечивая полную интеграцию протеза и ткани. Пористая керамика как материал для остеопротезирования проходит необходимые испытания».
В настоящее время учёные разрабатывают конструкцию имплантата межпозвонкового диска. Рабочего образца пока нет, но известно, что он будет состоять из пористых керамических пластин, соединённых между собой жестким полимером, обеспечивающим подвижность протезу, подобную естественной биологической подвижности. Предполагается, что пациент с таким имплантатом не будет ощущать не только болевых синдромов, но и вообще ничего инородного в своём организме. В конце 2015 года учёные проведут испытания in vitro: попробуют вживить некое изделие из материала в позвоночник мыши, в результате чего станет понятно, как оно интегрируется в кость, какой отклик на него дают биологические ткани животного. Если эти эксперименты завершатся успешно, образец, собранный специально для протезирования суставов позвоночного столба человека, будет задействован в клинических испытаниях.
Авторы проекта убеждены, что создаваемый ими имплантат с биоинспирируемой структурой по большому счёту будет российским продуктом, хотя и с некоторыми оговорками.
«Импортная составляющая, конечно, есть. Сейчас нам проще закупить наноструктурные дисперсные системы, то есть порошки керамики для создания нужного нам пористого материала, но в институте уже отрабатывается технология получения этих порошков, есть пложительный опыт», - отмечает Светлана Буякова.
По себестоимости готового изделия исследователи не дают чётких прогнозов, а в качестве приблизительного ориентира для него называют сумму в 30 000 рублей. Производство имплантатов, если, конечно, все работы будут успешно доведены до логического завершения, готово взять на себя ООО «НЭВЗ-КЕРАМИКС» из Новосибирска, выступающее индустриальным партнёром в проекте.
Проект «Разработка экспериментального образца имплантата нового поколения с биоинспирированной структурой на основе керамического матрикса и факторов роста для вертебрологии» поддержан ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2020 годы».
Быкова Наталья
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=221&d_no=95821#.VRBNKme-BR0