Научный коллектив Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» под руководством научного сотрудника Федора Сенатова создал новый тип полимерных костных имплантатов с памятью формы, применяемый без крепежей и фиксаторов в процессе операции. Для новых имплантатов характерна повышенная приживаемость в тканях организма, а также способность рассасываться, и впоследствии замещаться натуральной костной тканью.
По данным НИИ Склифосовского, ежегодно в России более 2 тысяч черепно-мозговых травм требуют применения трансплантации, и до 20% этих операций в дальнейшем требуют повторного вмешательства хирургов из-за плохой приживаемости или неправильного расположения имплантата в ткани.
«Молодые инженеры-материаловеды Центра композиционных материалов НИТУ „МИСиС“ создали прототип совершенно нового полимерного имплантата, который способен сжиматься от механического воздействия и „разворачиваться“ под воздействием определенной температуры уже в процессе хирургической операции», — рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.
Таким образом, имплантат можно напечатать на 3D-принтере по заданным размерам, сжать в два раза, а в процессе операции нагреть, и получить фрагмент исходной формы, надежно зафиксированный в реставрируемом участке костной ткани, без применения металлических крепежей и зажимов, традиционно используемых в трансплантологии.
«Мы успешно применили эффект памяти формы на полимерном материале-композите на основе полилактида, полимере молочной кислоты. Пористый образец из композита способен сжиматься в 2 раза, а затем возвращаться к исходной форме. Помимо этого, материал является биорезорбируемым: в организме он разлагается, не нанося вреда. Совместно со специалистами РОНЦ им Н.Н. Блохина мы разработали технологию заселения такой биоинженерной конструкции мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками (ММСК), выделенными из костного мозга пациента, что стимулирует прорастание кровеносных сосудов и тканей внутрь имплантата, оптимизируя процесс приживаемости и увеличивая эффективность трансплантации», — сообщил руководитель проекта Федор Сенатов.
Таким образом, разработанный в НИТУ «МИСиС» полимерный имплантат обладает заданной геометрией и высокой пористостью, не требует дополнительной обработки, плотно фиксируется в костном дефекте, а за счет свойств материала и использования собственных клеток пациента быстро приживается и замещается тканью.
На первом этапе разработчики планируют применять новые имплантаты при челюстно-лицевой хирургии для замены костей черепа небольшого объема — до 5 кубических сантиметров. Расчетная стоимость образца такой биоинженерной конструкции, заселенной стромальными клетками (ММСК), составляет около
