Учёные Казанского федерального университета (КФУ) разработали метод, позволяющий контролировать качество костных имплантов, которые стимулируют естественный рост живой ткани. Разработка будет востребована для восстановления пациентов, которые перенесли травмы и операции в области мягких и костных тканей. Об этом aif.ru сообщили в пресс-службе Минобрнауки.
Встать на ноги быстрее
Исследования проводились научными сотрудниками Института физики КФУ совместно с учёными Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, медиками Сеченовского университета, а также зарубежными коллегами — из Румынии (Национальный политехнический университет Бухареста, Академия румынских ученых) и Италии (Институт структуры вещества).
«Создание композиционных материалов на основе биоразлагаемых полимеров и фосфатов кальция — перспективное направление регенеративной медицины, — говорит директор Института физики КФУ Марат Гафуров. — Сочетание свойств полимеров (пластичность, гидрофильность, растворимость, набухаемость) и фосфатов кальция (кровеостанавливающие и антибактериальные) позволяют создавать изделия методами 3D и 4D-печати, обладающие необходимыми биологическими и механическими характеристиками. Можно получать пористые композиты и пропитывать их лекарственными препаратами. Разработка таких материалов — важный шаг в сокращении сроков восстановления костной ткани, уменьшения сроков реабилитации и повышении качества жизни пациентов, перенесших травмы и операции мягких и костных тканей».
Вырастить новую кость
Сейчас учёные во всем мире активно занимаются изучением и разработкой новых материалов для медицины. Перспективным для изготовления костных протезов является композитный материал на основе поливинилпирролидона и гидроксиапатита.
«Поливинилпирролидон (PVP) — это биосовместимый полимер, — поясняет доцент кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики КФУ Георгий Мамин. — Это означает, что из него можно изготовить имплант, который организм со временем сам разрушит и выведет, то есть не потребуется повторная операция по извлечению импланта. Но если из такого материала изготовить имплант для замены фрагмента кости, то он разрушится быстрее, чем сформируется новая кость. Поэтому PVP смешивают с гидроксиапатитом, одним из главных компонентов костей млекопитающих. Организм, разрушая такой имплант, сразу получает материал для строительства новой кости».
Создавать российское
По словам учёных, костные фрагменты из подобных материалов уже печатаются в 3D. Однако при этом возникают проблемы. К примеру, нужно контролировать, есть ли в составе полимера вредные примеси, как соединяется полимер PVP с частицами гидроксиапатита. Так вот учёные разработали метод, как с помощью магнитного резонанса можно определить, не разрушились ли частицы гидроксиапатита при синтезе материала, а также выявлять другие дефекты.
Директор Института физики КФУ подчёркивает, что в последнее время в связи с санкционными ограничениями разработка отечественных методов в медицине крайне важна.
«Приборы, принцип работы которых основан на явлении магнитного резонанса, не являются в этом случае исключением, — заметил Марат Гафуров. — В силу своих уникальных возможностей им в настоящее время нет альтернативной замены. Сейчас, в том числе на базе полученных числовых данных, на кафедре физики молекулярных систем разрабатываются новые приборы магнитного резонанса. В перспективе — новые комплексы для томографии».
