Томские ученые научились синтезировать безопасный материал для костных имплантатов
Ученые ТГУ на кафедре неорганической химии и в лаборатории каталитических исследований разработали технологию синтеза гидроксиапатита – основного компонента костной ткани, который можно применять для изготовление имплантатов для челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, травматологии и ортопедии, сообщает пресс-служба вуза.
До недавнего времени существовало два способа получения гидроксиапатита: аллогенный (из костей животных) и путем нанесения раствора гидроксиапатита на металлическую основу имплантата. Однако, эти методы не являются абсолютно безопасными для пациента. Так, материал, полученный алогенным способом может на клеточном уровне передать пациенту заболевание животного, из костей которого был получен порошок. В случае нанесения жидкого раствора гидроксиапатита на металлическую основу с последующей трансплантацией человеку возможно отторжение имплантата, так как в некоторых случаях организм не принимает инородное тело.
В отличие от биологического, синтетический гидроксиапатит обладает относительно невысокой себестоимостью и отсутствием иммунной реакции организма на чужеродный материал. Главной отличительной чертой является то, что в процессе синтеза ученые могут управлять его физико-химическими свойствами.
"Для замены фрагментов трубчатых костей, например, фаланг пальцев, бедренной, лучевой или плечевой необходима пористая структура. Для имплантатов, используемых в стоматологии, напротив, текстура должна быть гораздо более плотной. Мы можем варьировать эти характеристики", - рассказывает доцент кафедры неорганической химии ТГУ к.х.н. Наталья Коротченко.
Помимо этого есть способы модифицировать конечный продукт. Так, введение ионов серебра повышает антибактериальные свойства гидроксиапатита, а силикат-ион способствует повышению его растворимости. Если же необходимо понизить растворимость вещества, вводится карбонат-ион. За счет добавления полимера повышается эластичность искусственной костной ткани, исключение полимера из процесса синтеза повышает ее жесткость. Задавать отдельные свойства гидроксиапатита помогает физическое воздействие, например микроволновое излучение. Также в отличие от классического синтеза, который длится двое суток, новая технология микроволнового синтеза позволяет сократить его продолжительность, при этом свойства продукта никак не ухудшаются.
Разработка химиков ТГУ недавно прошла успешные испытания в Институте трансфузионной медицины и иммунологии Гейдельбергского университета (Мангейм, Германия). Там исследовали около 400 образцов полученных в Томске. По заключению немецких экспертов, реакция клеток иммунной системы на томский продукт отрицательная, то есть организм воспринимает синтезированный гидроксиапатит как «родную» костную ткань.
Химики ТГУ уже запатентовали свою разработку и готовятся отправить в Роспатент еще одну заявку – на получение наноразмерного гидроксиапатита с использованием выгорающих добавок. Новый продукт значительно расширит возможности медиков, в частности, позволит изготавливать искусственные связки сухожилий и имплантаты для замены фрагментов шейки бедра.