Ученые Томского политехнического университета смогли найти способ удвоить скорость восстановления поврежденных костей. Для этого они предложили использовать имплантаты, созданные на 3D-принтере. Предложенная политехниками технология нанесения биоактивных покрытий на поверхность имплантатов также отличается заметной экономией времени и ресурсов. Результаты опубликованы в журнале Modern Technologies in Medicine.

Восстановительная медицина в настоящее время, по словам ученых, во многом успешна благодаря развитию имплантатов из композитных биоматериалов, которые имитируют живые ткани. Они имеют в составе элементы с различными химическими и механическими свойствами. Это позволяет намного точнее воспроизвести функции поврежденных тканей в организме. Наиболее эффективная технология производства имплантатов — 3D-печать, позволяющая получать персонализированные изделия для каждого пациента с учетом его анатомии. Однако методы нанесения композитных покрытий на такие имплантаты только начинают развиваться.

Ученым ТПУ удалось определить оптимальные структурные параметры титановых имплантатов, производимых с помощью 3D-печати. Они также предложили методику их усовершенствования с помощью биоактивного кальций-фосфатного покрытия, обеспечивающее ускоренное восстановление поврежденных костей.

«Наше покрытие уже успешно применяется во всемирно известном травматологическом Центре Илизарова — имплантаты с ним установлены более чем 400 пациентам от 6 до 50 лет из России, Франции и других стран. Также успешно они используются в ветеринарной практике.

По результатам совместных исследований со специалистами центра до сих пор не наблюдалось ни одного случая отторжения организмом наших имплантатов, а скорость восстановления нормальной структуры костей и мышц благодаря покрытию выросла вдвое», — рассказал журналистам РИА Новости доцент научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга ТПУ Сергей Твердохлебов.

Особенность разработки ученых Томского политеха заключается в комбинировании нескольких методов модифицирования материала. Это позволяет персонифицировать имплантаты не только по форме, но и по физико-химическим и биологическим свойствам, что необходимо при лечении сложных патологий и травм.

«В этой работе мы совместили ряд методов: микродуговое оксидирование позволило сформировать на поверхности титана пористое кальций-фосфатное покрытие, затем покрытие пропитали биоразлагаемым материалом, который служит контейнером для лекарств и биоактивных веществ, улучшающих приживаемость имплантата, и, наконец, плазменной обработкой методом магнетронного напыления материалу были приданы оптимальные свойства для разрастания на нем живых клеток», — пояснил Сергей Твердохлебов.

Для оптимизации свойств изделия и сокращения объема дорогостоящих экспериментов политехники в работе использовали компьютерное моделирование процесса выхода лекарственных препаратов, размещаемых на имплантате. Это, по словам ученых, ускорит выход новых типов имплантатов на рынок.

Работа над исследованием проводится в рамках федеральной целевой программы совместно с индустриальным партнером — компанией ООО «ОСТЕОМЕД-М».

Коллектив планирует развивать технологию биоактивных покрытий титановых и полимерных имплантатов для лечения остеопороза и других сложных патологий костной ткани.