Как сообщают РИА Новости, в рамках работы НОЦ «Полимерные и композиционные материалы», ученые Балтийского федерального университета им. И. Канта (БФУ) создали новый композитный материал, предназначенный для восстановления поврежденных костей. Согласно их данным, это изобретение способно ускорить процесс восстановления и улучшить качество жизни пациентов, нуждающихся в костных имплантах. Результаты проведенных исследований были опубликованы в специализированном научном журнале «Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности».
В настоящее время, научное сообщество по всему миру активно занимается разработкой композитных материалов для восстановления костных тканей, стремясь к максимальному соответствию свойств этих материалов характеристикам естественной кости человека.
В отличие от металлов, чья жесткость значительно превышает жесткость кости, полимерные композиты обладают механическими свойствами, более близкими к костным тканям, как отметил Георгий Молоканов, научный сотрудник НОЦ «Полимерные и композитные материалы SmartTextiles» БФУ им. И. Канта.
«2,5D каркасы (матрицы), изготовленные из таких композитов, обладают способностью насыщать восстанавливающуюся кость активными веществами, что придает им дополнительную биологическую активность и способность к регенерации. Это означает, что имплантированный материал быстрее интегрируется в организм и вызывает минимальную реакцию отторжения. Таким образом, создание композитов с заранее заданными характеристиками позволяет значительно улучшить качество жизни пациентов», — пояснил он.
По словам ученого, перспективные композиты для костной инженерии должны сочетать в себе несколько компонентов, компенсирующих недостатки друг друга. Это позволяет создавать материалы с оптимальными свойствами.
«Полиэфирэфиркетон характеризуется отличными механическими свойствами, низким уровнем влагопоглощения и термостойкостью. Это положительно влияет на срок службы импланта, его износостойкость и уменьшает вероятность повторных операций. В свою очередь, биоактивный гидроксиапатит ускоряет процесс образования новой костной ткани», — пояснил исследователь.
Сотрудники научно-образовательного центра «Полимерные и композитные материалы SmartTextiles» БФУ им. И. Канта поставили перед собой задачу разработать нетоксичный композитный материал и изучить взаимосвязь между концентрацией гидроксиапатита в полимерной матрице и механическими свойствами полученного материала.
В ходе исследований были изучены композиты для 2,5D каркасов, содержащие 0,1% и 1% гидроксиапатита (основного минерального компонента кости) в полимерной матрице на основе биосовместимого полиэфирэфиркетона российского производства. Этот полимер широко применяется в хирургии черепно-челюстно-лицевой области и при операциях на позвоночнике.
«Механические испытания показали, что добавление гидроксиапатита в концентрации 1% приводит к снижению относительного удлинения, но одновременно повышает прочность и улучшает выживаемость клеток. Мы пришли к выводу, что механические и биологические характеристики созданных нами композитов делают возможным их эффективное использование в качестве 2,5D-каркасов для реконструкции костных дефектов», — подчеркнул Молоканов.
В настоящее время ученые продолжают исследования разработанного материала. В перспективе планируется проведение расширенного комплекса эксплуатационных испытаний, а также экспериментов in vivo. На базе НОЦ «Полимерные и композиционные материалы» при поддержке стартап-студии БФУ создан стартап, занимающийся коммерциализацией разработанного материала.