Ученые Института высокомолекулярных соединений (ИВС, входит в состав НИЦ "Курчатовский институт") вместе с коллегами из Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии и ряда других институтов разработали новый биоразлагаемый материал для лечения костных дефектов.
Исследователи провели испытания на животных, сравнив свойства созданного ими искусственного имплантата с настоящей костной тканью. Результаты опубликованы в журнале Biomedicines.
Заболевания, требующие восстановления утраченной костной ткани, сегодня остаются для медицины большой проблемой. Часто утраченные или пораженные фрагменты костей заменяют аутотрансплантатами, то есть собственными тканями реципиента. Такой подход хорош тем, что больному пересаживается полностью совместимая ткань. Однако использование "родных" материалов имеет целый ряд существенных ограничений: это и дополнительные хирургические операции, которые должен переносить пациент, и невозможность изъять большой объем собственной костной ткани. Поэтому врачи все больше отдают предпочтение искусственным имплантатам. "Мечта" медиков — найти идеальный биосовместимый материал и способ восполнения им костных дефектов.
В лаборатории полимерных сорбентов и носителей для биотехнологии НИЦ "Курчатовский институт" – ИВС разработали композитные материалы на основе биодеградируемого полимера, наполненного органическими модифицированными наночастицами — нанокристаллической целлюлозой, дополнительно модифицированной полиглутаминовой кислотой. Композитные каркасы печатаются на 3D-принтере под форму дефекта.
"Благодаря модификации материал приобрел остеокондуктивные свойства, то есть способность поддерживать рост клеток окружающих тканей. Это способствует образованию на месте имплантата новой связи с костью. Со временем она замещает дефекты, а имплантат полностью деградирует", — рассказывает руководитель лаборатории Евгения Коржикова-Влах.
Ученые апробировали эти материалы на животных: композиты показали высокую биосовместимость, эффективное восстановление собственной костной ткани на месте имплантата после его деградации. Следующим этапом работы стало сравнение нового материала и аутотрансплантата. Животным, страдающим костным туберкулезом, пересаживали аутотрансплантаты и композитные скаффолды. В результате в обеих группах отмечались схожие процессы и одинаковая скорость восстановления костного дефекта.
Следующий этап — клинические исследования. По мнению ученых, разработанные композитные каркасы вполне применимы в случаях, требующих значительных объемов костного материала.