Они приходят на помощь, когда нужно восстановить поврежденную кость, сустав или мягкие ткани. Импланты — это искусственные конструкции, замещающие утраченную из-за травмы или болезни живую ткань. Из каких инновационных материалов их будут делать завтра? Рассказываем о наиболее важных современных разработках. Кстати, далеко ехать за ними не придется, ведь технологии будущего доступны у нас в России.
Вечный углерод
Инновационные медицинские изделия из углерод-углеродных композиционных материалов будут создавать в городе Нытва Пермской области на заводе, который строит Уральский НИИ композиционных материалов (УНИИКМ). Их уникальность в «вечном» сроке службы, благодаря большому сходству с человеческой костью. То есть, они настолько хорошо вживаются в организм, что пациенты буквально перестают замечать их и забывают, что у них стоит имплант.
Завод планирует выпускать суставы, позвонки, фрагменты для замены поврежденной костной ткани, включая кости черепа. Успешные примеры уже есть. В частности, «КП» рассказывает историю пациентки, которая живет с таким имплантом уже 21 год и совсем не замечает его в повседневной жизни, так как он полностью прижился.
Углерод-углеродные композиционные материалы открывают новую эру в медицине. Они превосходят по своим свойствам все имеющиеся материалы для имплантов и практически не дают осложнений, говорят разработчики.
Сейчас уникальные медизделия, которые позволят пациентам вернуться к полноценной жизни, проходят клинические испытания и готовятся к регистрации. Одно из направлений — это бедренный компонент тазобедренного сустава, другое — материал для заполнения и замещения поврежденных костей и, наконец, инновационный материал «Углекон», созданный российскими учеными. Из него планируется изготавливать различные импланты, включая искусственные позвонки. Медики с нетерпением ждут начала серийного производства отечественных новинок. А первый камень завода, где их будут выпускать, планируется заложить в середине 2023 года.
Лечебный никелид титана
Сплав, который будет не только обеспечивать каркас для костной ткани, но и останавливать развитие инфекций и воспалительных процессов, разрабатывают в Томском Государственном университете. Ученые хотят совместить пористо-проницаемый материал импланта с лекарствами. Таким образом, у его поверхности появятся лечебные свойства. Это позволит улучшить его приживаемость, снизить риск инфекционных осложнений после операции, а также отторжения импланта организмом, из-за которого пациентам раньше приходидось делать повторную операцию по его удалению или замене.
В основе импланта будет пористый сплав никелида титана, который применяется в хирургии костных тканей. Ученые уже подготовили научные основы создания таких материалов. Ожидается, что эти импланты смогут выдерживать физические нагрузки и быть каркасом для врастания костной ткани. А поверхность защитит от агрессивной среды организма и обеспечит высокую цитосовместимость — то есть, сохранение жизнеспособности врастающих в него клеток.
На следующем этапе ученые планируют придать поверхности пористого материала новую функцию при осаждении макроциклических соединений. На основе полученных результатов специалисты будут насыщать молекулы лекарственными средствами, а затем, изучать их способность высвобождать лекарства.
Межпозвоночные диски на заказ
Сегодня можно не просто заменить поврежденный из-за травмы или болезни межпозвоночный диск, но и сделать это по индивидуальным параметрам. Такую возможность дает технология производства имплантов межпозвоночных дисков, разработанная учеными Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии им. Р. Р. Вредена. Изделия, которые называются кейджи, выпускает из биосовместимого медицинского титанового сплава Ti6AI4V российский производитель Pozvonoq.
Их изготавливают методом 3D-печати. Пациенты могут выбрать как типовое изделие из серийной линейки (включает 33 размера), так и получить межпозвонковый кейдж по индивидуальному заказу. В этом случае будут учитываться результаты исследований КТ и МРТ. Это позволит подобрать имплант с учетом специфики дефекта позвоночника и анатомических особенностей опорно-двигательного аппарата.
Заслуживает внимания и инновационная технология установки таких имплантов — с помощью переднего доступа через брюшную стенку. Благодаря этому облегчается установка кейджа с помощью фиксирующих элементов, и ему не требуется дополнительная фиксация. По отзывам врачей, эта методика хорошо зарекомендовала себя даже у пациентов с индексом массы тела более 36. Изделия могут использоваться при лечении всего спектра заболеваний позвоночника — от травм и дегенеративных заболеваний до опухолей.
Российские инновационные импланты хорошо приживаются, а стоимость на 30% ниже, чем у зарубежных аналогов, делает их более доступными, подчеркивают медики.
Инновационные материалы для замены твердых и мягких тканей
Российские ученые сегодня научились выпускать не только костные импланты, но и конструкции для восстановления мягких тканей. К примеру, запатентованный инновационный материал «Реперен» позволяет изготовить конструкции для восстановления после различных видов грыж, лечения перитонита. Также его используют в нейрохирургии, травматологии и даже пластической хирургии. Его выпускает нижегородская компания «Айконлаб» при поддержке Фонда «Сколково».
Внимания заслуживает также материал «Рекост», который может использоваться в медицине как в жидком, так и в твердом виде. В первом случае он выполняет функцию клея-цемента, во втором — применяется для замещения костной ткани.
Обе разработки прошли испытания в Москве, которые завершились в июле 2022 года. Всего с ними было выполнено более 20 тысяч успешных операций, включая реконструкцию брюшной стенки и лечение гнойного перитонита с помощью «Реперена». Медики высоко оценили качество этих материалов, в особенности, невосприимчивость «Рекоста» к перепадам температур, что повышает комфорт пациентов.
Также медицинские изделия, сделанные из российских материалов, стоят дешевле иностранных аналогов, а их доступность не зависит от санкционной политики западных стран. И, кстати, компания поставляет свои разработки не только в Россию, но и за рубеж. Они также сертифицированы в Европе, что многое говорит об их высоком качестве. Кроме того, сами российские медики, судя по отзывам, отдают им предпочтение. В частности, структуру «Реперена» врачи считают более мягкой и называют это преимуществом перед искусственной твердой мозговой оболочкой Neuro-Patch иностранного производства. Также нейрохирурги высоко ценят его биостабильность, по сравнению с животным коллагеном, который является биологически чужеродным материалом.
Растворяющийся в организме магний
Еще одна уникальная научная разработка принадлежит ученым Тольяттинского государственного университета (ТГУ). Это биологически растворяемые магниевые сплавы для имплантов в области травматологии и ортопедии. Выпускать их планируется вместе с «Медицинской торговой компанией». Запуск производства ожидается через год.
Преимущество растворяемых имплантов в том, что они не разрушатся преждевременно в организме и будут выполнять свое назначение столько, сколько потребуется. При этом в нужный момент имплант безопасно рассасывается в организме, и пациенту не требуется хирургическое вмешательство для его извлечения. Из таких сплавов обычно изготавливают пластины, винты, пины, сетки и так далее. Их используют для выравнивания и фиксации при переломах, остеотомии, артродезах. Изделия устанавливают на срок от двух до четырех лет, после чего они сами безопасно распадаются на нетоксичные соединения.
Ранее такие изделия поступали в Россию из-за рубежа, но сейчас завозить их перестали из-за санкций. Однако теперь врачи и пациенты не будут зависеть от импортных поставок. Кстати, разработка не является совсем уж новой. Тольяттинские ученые начали исследования в этой области еще в 2010 году, и теперь результаты их работы переходят в практическую плоскость. В скором времени в городе откроется новый завод, где будут выпускать и сами импланты, и заготовки для их производства. Стоимость его строительства оценивается в 35 млн. рублей.
Текст: Екатерина Янкевич
