В ТПУ создан полный цикл разработки биодеградируемых имплантатов

В Томском политехническом университете разработан полный цикл создания отечественных биорезорбируемых костных имплантатов — от материала для 3D-печати до изготовления имплантатов и модифицирования поверхностей. Запатентованная разработка позволяет значительно сокращать сроки лечения и уже апробируется в Национальном медицинском исследовательском центре травматологии и ортопедии имени академика Г. А. Илизарова.

Коллектив лаборатории плазменных гибридных систем Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга разрабатывает персонифицированные биорезорбируемые 3D-печатные имплантаты с модифицированными поверхностями для замещения обширных костных дефектов. Среди основных областей применения — замещение сегментарных костных дефектов и крупных дефектов трубчатых и плоских костей, дистракционный остеосинтез (восстановление скелетных деформаций и удлинение длинных костей), реконструкция альвеолярного отростка (восстановление объема и формы челюстной кости), сообщает пресс-служба Томского политехнического университета.

На рынке биорезорбируемых полимеров наблюдается стабильный рост спроса, так как спектр применения продолжает расширяться с развитием аппаратных средств, программного обеспечения и технологий.

«Рынок персонализированных биорезорбируемых медицинских изделий в России находится сейчас на стадии формирования. Существующие аналоги изготавливаются в ряде зарубежных стран и недоступны для российских пациентов. По оценке наших коллег из Центра Илизарова, с учетом мировых тенденций рынок биорезорбируемых имплантатов в России может составить десять процентов от общей мировой потребности, то есть пять миллиардов рублей. Ожидаемая потребность в различных биоактивных имплантатах в России может составлять до ста тридцати пяти тысяч экземпляров в год», — рассказал исполняющий обязанности руководителя лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Сергей Твердохлебов.

Политехники сконцентрировались на реализации поэтапного цикла изготовления имплантатов — от изготовления гранулированного композита с различным содержанием биоактивного наполнителя гидроксиапатита, до переработки гранулята в филамент и 3D-печати изделий с последующим поверхностным модифицированием имплантатов для стимуляции остеогенной дифференцировки клеток, то есть превращения стволовых клеток в клетки костной ткани.

Разработанные в ТПУ эластичные биорезорбируемые композиционные материалы на основе поликапролактона позволяют изготавливать как серийные имплантаты традиционными методами переработки полимеров, так и персонализированные 3D-имплантаты сложной формы. Ученые вместе с партнерами из Центра Илизарова уже получили пять патентов на разработки, включая сам полимерный композиционный материал и способ его получения. Команда отмечена наградами московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед», разработка включена Министерством здравоохранения РФ в перечень перспективных для коммерциализации.

«Биорезорбируемые скаффолды выполняют функцию каркаса для регенерации тканей и являются альтернативой традиционным металлическим имплантатам. Со временем они полностью замещаются костной тканью. Процесс проходит без вреда для организма и не требует повторного оперативного вмешательства для удаления имплантата. Биоактивные деградируемые имплантаты, насыщенные гидроксиапатитом, позволяют сокращать сроки сращения костей и период послеоперационного восстановления. Среди основных преимуществ нашей методики — получение композиционного материала из раствора в виде микроразмерного порошка, что позволяет добиваться высокой степени наполнения материала биоактивным наполнителем и сохранять исходные физико-химические и механические свойства полимера. Кроме того, модифицирование поверхности имплантата позволяет усиливать биоактивные свойства. Например, мы можем формировать дополнительный антибактериальный слой или биоактивный слой из фосфата кальция на поверхности имплантатов любой формы», — рассказал младший научный сотрудник лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Глеб Дубиненко.

Среди основных потребителей — пациенты травматологических, онкологических центров, стоматологических клиник, учреждения, занимающиеся лечением пациентов с врожденными патологиями опорно-двигательного аппарата, посттравматическими и хроническими воспалительными заболеваниями костных тканей.

«Основная цель исследований — это всегда трансфер знаний в производство и практическую медицину. Мы очень благодарны партнерам из Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени академика Г. А. Илизарова, ведь лишь объединение усилий ученых и врачей позволяет не только развивать передовые отечественные медицинские технологии, но и доводить полученные результаты до конкретных пациентов, адаптировать их к реальным потребностям и, как следствие, существенно улучшать качество жизни людей. В настоящее время имплантаты, изготовленные в ТПУ, уже успешно апробируются под руководством профессора Арнольда Попкова при лечении пациентов в Центре Илизарова. Сейчас мы говорим о пятнадцати-двадцати клинических случаях с благоприятной картиной лечения, причем полученные результаты уже позволяют говорить о том, что наши с партнерами разработки и подходы позволяют сокращать сроки лечения примерно в два-четыре раза», — рассказал Сергей Твердохлебов.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.