Ученые Томского политехнического университета совместно с зарубежными коллегами создали пористые каркасы — скэффолды. Их изготовили из сплава титана и ниобия с регулируемой пористостью и биоактивным покрытием. Новинка позволяет создавать импланты следующего поколения, воспроизводящие строение и механические характеристики костной ткани, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Крупные дефекты костной ткани остаются сложной задачей в ортопедии и травматологии. Ключевая трудность современных имплантов — различие в показателях эластичности между материалом протеза и живой костью. Вследствие этого основной вес приходится выдерживать именно имплантату, а близлежащие ткани перестают получать необходимую нагрузку и постепенно разрушаются. Такой феномен называют экранированием напряжений. Для пациентов это чревато неприятными ощущениями и риском последующего отторжения имплантата.
«Мы изготовили скэффолды, имитирующие по структуре пористую архитектуру костной ткани. Они имеют сложную структуру с точки зрения их топологии и микроскопических/макроскопических свойств. При этом на каждый элемент структуры нанесено биоактивное наноструктурное высокочастотное (ВЧ) магнетронное покрытие, задача которого защитить материал от коррозии и обеспечить совместимость с организмом», — комментирует руководитель исследования, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Мария Сурменева.
Исследования in vitro показали четкую взаимосвязь между количеством ниобия в сплаве и пролиферативной активностью клеток. Более того, образцы сплава с повышенным содержанием ниобия (56 атомных процентов) и нанесенным биоактивным покрытием демонстрировали наибольшие уровни остеогенных показателей, включая отложение кальция и выработку коллагена.
Результаты свидетельствуют о значительном потенциале разработанных материалов для успешного применения в регенеративной медицине костной ткани. В дальнейшем научная группа планирует сосредоточиться на разработке и исследовании биоактивных покрытий с альтернативными химическими компонентами. Главная задача состоит в достижении оптимальных характеристик биосовместимости скаффолдов.
Ранее в России создали имплантат щитовидного хряща с помощью 3D-биопечати.
