Заплатка для кости

Космачевская О.В.
(«ХиЖ», 2020, №5)

В настоящее время медицинские технологии так продвинулись вперед, что позволяют заменить новыми клетками часть поврежденного органа или ткани или даже полностью вырастить орган. Конечно, наш организм обладает хорошими регенеративными способностями, но в некоторых случаях собственных сил не хватает, чтобы исправить повреждения, или же восстановление происходит очень медленно. В таких случаях на помощь приходят тканеинженерные конструкции − импланты. Имплант − это матрикс (каркас) из биосовместимого полимера с биологически активным материалом (клетки, ростовые факторы, сигнальные молекулы). Такая конструкция размещается в зоне повреждения и прорастает клетками окружающей ткани. Если матрикс изготовлен из биоразлагаемого полимера, то он со временем растворяется в организме. Полимерные импланты широко используют в костной хирургии. Для их изготовления необходим высокопористый материал (доля свободного пространства в материале – 70–90%), схожий с натуральной костью, в который легко прорастала бы костная ткань. Сделать его не так-то просто.

Исследовательскому коллективу из НИТУ «МИСиС» и НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи удалось получить такой высокопористый материал. Они использовали полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Этот полимер биосовместим, прочен, износостоек. Российские ученые придумали, как обработать материал, чтобы получить структуру с 80%-ной пористостью. В этом им помогла обычная поваренная соль (хлорид натрия).

К ПЭЭК добавляли кристаллы NaCl сферической формы, которые имитировали естественную пористость кости. Образцы прессовали при повышенной температуре и затем отмывали от соли. На месте кристаллов соли возникали пустоты. Использовали кристаллы двух размеров – 106–200 и 40–75 микрометров. Первые создавали в материале поры, вторые – рельеф поверхности. Поры необходимы, чтобы в них прорастали костная ткань и кровеносные сосуды. Но импланту нужна и рельефная поверхность, к которой прикрепляются остеобласты – клетки, формирующие костную ткань. К удивлению ученых, полученный материал самопроизвольно связывал белки BMP-2 и EPO, усиливающие рост костной ткани и сосудов. 
Затем ученые решили проверить материал на деле. Пластинку из ПЭЭК имплантировали в дефект черепа подопытных мышей. Для зарастания костного дефекта понадобилось всего шесть недель. Приживаемость импланта, содержащего ростовые факторы, была в 4–6 раз выше.

Подобная тканеинженерная конструкция для костной хирургии хороша тем, что не только помогает пациенту быстро восстановиться, но в будущем позволит выдерживать такие же нагрузки, как и до операции.



(PolymerTesting, 2020, 87) 



123

Разные разности

23.02.2021 16:00:00

Кобчик — маленький сокол, который прилетает к нам из Африки в мае. Однако его поголовье падает, и поэтому Союз охраны птиц России объявил его птицей 2021 года, года Кобчика.

>>
16.02.2021 16:00:00

Зима — самое время, когда можно эффективно расправляться с избыточным весом. Это выяснили канадские исследователи из Лаврентийского университета.

>>
08.02.2021 14:00:00

…разработан интерфейс, который позволяет мышам управлять курсором с помощью активности их мозга…

…беспрецедентное по продолжительности (четыре месяца) и интенсивности истощение стратосферного озона над Арктикой наблюдалось с января по апрель 2020 года…

…в Московской области впервые замечен инвазионный вид жука-долгоносика Polydrusus formosus, широко распространенный в Центральной и Южной Европе; в России встречался лишь в Крыму, но в 2015 году был обнаружен в Летнем саду Санкт-Петербурга…


>>
02.02.2021 16:00:00

Доцент философии из Хьюстонского университета задумался об истоках ошибок в системах искусственного интеллекта (ИИ). Интересно, что таинственные сбои зачастую фиксируют, а то и создают не сами исследователи, а другие системы ИИ.

>>
26.01.2021 16:00:00

Развитие ИИ привело к очень интересному явлению — так называемым глубоким выдумкам, или по-английски deepfake. О современном положении дел и об отношении общества к этому явлению рассказано в недавней статье Ахмеда Саифуддина из Наньянского технологического университета в Сингапуре

>>