Российские ученые создали образцы рассасывающегося имплантата для позвоночника

Научные сотрудники Курчатовского института совместно с РНЦХ имени академика Петровского предложили первые образцы полимерных имплантатов — биоразлагаемых спинальных кейджей. Конструкция может изготавливаться по параметрам конкретного пациента. Аналогов этому изделию нет, пишет пресс-служба института.

Спинальные кейджи применяются при операциях на позвоночнике для восстановления разрушенного межпозвонкового диска и соединения поврежденных позвонков. Ежегодно в РФ проводится до 40 тысяч операций на позвоночнике, и четверть из них — с применением имплантатов. Традиционные кейджи, используемые для оперативного лечения позвоночника, обычно изготавливают из неразлагаемых материалов. Основная особенность новинки, предложенной российскими учеными, в том, что имплантат биоразлагаем и заменяется костной тканью пациента после сращения позвонков. 

Задачу по созданию нового поколения спинальных кейджей ученые Курчатовского института решают совместно с исследователями РНЦХ имени академика  Петровского. Эскизы конструкции были предложены врачами, реальная модель кейджа сконструирована в лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий. При создании модели использовался КТ-снимок позвоночника больного, а сам имплантат изготовлен на 3D-принтере.

Кейдж состоит из двух частей, изготовленных из полимеров: каркаса, который принимает на себя всю нагрузку, и зоны с пористой структурой. Об его особенностях рассказал Никита Седуш, начальник лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий. «Костная ткань обладает большой пористостью, от 50 до 90%, и на то есть ряд причин – диффузия питательных веществ, выведение различных продуктов из организма. Поэтому одно из требований к имплантату – пористость, – Перед нами стоял большой вопрос – как воссоздать такую пористую структуру? Мы решили использовать систему элементарных ячеек, построенную на основе гироидной поверхности (гироид – сложная структура, бесконечно связная и повторяющаяся во всех трёх измерениях, лишенная прямых линий и плоскостной симметрии). Ее параметры можно рассчитать математическими методами и варьировать, за счет чего точно регулировать пористость полученной структуры и ее механические свойства. Это позволяет подстраиваться под ту костную ткань, куда будет установлен имплантат. Например, кейджи для шейного отдела позвоночника и для поясничного будут  иметь разные структуры ячейки», — объяснил он.

Использование аддитивных технологий, таких как 3D-печать, позволяет создавать сложные геометрические структуры и регулировать свойства изделий, что невозможно с классическими методами обработки материалов. Эти технологии открывают возможности для создания стандартных и персонализированных изделий, включая кейджи, специально адаптированные к анатомии пациента после травмы. Однако важной задачей является получение биодеградируемого материала для каркаса кейджа с необходимыми свойствами. В результате исследований было обнаружено, что полилактиды и его сополимеры могут заменить неразлагаемые материалы в медицинских конструкциях, и исследователи уже имеют опыт работы с этими материалами, включая их синтез и настройку свойств. Эти инновационные кейджи являются биоразлагаемыми и персонализированными, и пока в России нет аналогов таких изделий в медицине.

Ранее, сотрудники РНЦХ имени академика  Петровского, рассказывая о начале разработок, предположили, что что в клиническую практику созданный биоразлагаемый протез внедрят примерно в течение двух лет. С его помощью можно будет лечить последствия остеохондроза, межпозвоночных грыж и других заболеваний.

В феврале этого года «ФармМедПром» писал, что более 50% имплантатов для позвоночника являются импортными, но постепенно замещаются отечественной продукцией. Так, проект Северо-Западного центра трансфера технологий «3D-кейджи» объявил о запуске серийного производство кейджей, напечатанных на 3D-принтере. Прогнозируется, что серийный выпуск продукции Pozvonoq позволит заместить по крайней мере 20% импортных спинальных имплантатов.

Ранее специалисты одного из ведущих ортопедических центров России НМИЦ ТО им. Илизарова в Кургане перешли на медицинские импланты отечественного производства. Кроме того, они начали самостоятельно печатать на 3D-принтере медизделия для восстановления позвоночника.

Фото: nrcki.ru