В НИТУ МИСИС разработали прототип имплантата из полимерного композита, обеспечивающего стабильную фиксацию сустава, который со временем может безопасно рассосаться в организме животного. Биорезорбируемый материал позволит избежать повторной операции и станет основой для альтернативных решений в ортопедии.
При артродезе, операции по обездвиживанию сустава для устранения хронических болей у животных с тяжелым поражением суставных тканей, традиционно применяются металлические конструкции. Успешное проведение операции требует предварительной фиксации сочленяемых костей под определённым углом. Угол определяется индивидуально и зависит от вида пациента, его состояния, функционала реконструируемой конечности, характеристик костной основы оперируемой области и конкретной клинической ситуации.
Исследователи НИТУ МИСИС разработали экспериментальные образцы имплантатов для артродеза суставов животных с целью снижения рисков осложнений и ускорения реабилитации. Модели созданы с помощью 3D-печати из биорезорбируемого полимера с эффектом памяти формы, усиленного минеральными наполнителями: гидроксиапатитом и диоксидом кремния. Такая комбинация повышает прочность конструкции и её совместимость с костной тканью. Эффект памяти формы позволяет модифицировать исходную форму в соответствии с запланированной конфигурацией, что обеспечивает функциональный артродез во время операции.
Композиционные материалы с эффектом памяти формы — инновационное медицинское средство для ортопедии, обеспечивающее более функциональную остеореконструкцию. Ввиду необходимости артродеза для поддержки восстанавливаемой конечности, материал должен быть биосовместимым и соответствовать механическим свойствам трубчатых костей конечностей. Ожидается, что такие конструкции ускорят восстановление и снизят риск осложнений у животных после операции. , — сказала магистрантка программы «Биоматериаловедение iPhD» НИТУ МИСИС Полина Качалинакто выполнял выпускной проект по данной тематике.
Имплантат рассасывается в теле пушистого пациента после имплантации под воздействием физиологически активных факторов. Перемычка с эффектом памяти формы обеспечивает точную фиксацию сустава в анатомически правильном положении, что предотвращает повторную операцию, снижает нагрузку на организм и уменьшает риск развития инфекции.
«Этот подход позволяет изготавливать индивидуальные биоинженерные конструкции для уменьшения хромоты, достижения наилучшей совместимости неподвижных суставов и фиксации их в нужном положении для сохранения симметрии опорно-двигательного аппарата. », — добавила д.б.н. Наталья АнисимоваДоктор, работающий в Институте биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.
Лабораторные исследования in vitro показали, что живые клетки хорошо прикрепляются к поверхности материала, а продукты его распада не оказывают токсического действия. В течение ближайшего года ученые проверят способность экспериментальных образцов к самоустановке в теле животного, проанализируют биосовместимость и эффективность.
Работа выполнена с финансовой поддержкой гранта Российского научного фонда. №24-23-00442.
Информация и фотографии предоставлены пресс-службой НИТУ МИСИС.