Вчені ТПУ розробляють нові імплантати, які подвоюють швидкість подовження кісток у дітей

Імплантати, розроблені вченими ТПУ, пройшли доклінічні випробування в ортопедичному центрі Ілізарова (Курган, Росія). Ці імплантати є частиною варіації системи Ілізарова, яка застосовується для подовження та корекції деформацій довгих трубчастих кісток у дітей. Під час доклінічних випробувань томські імплантати дозволили зменшити терміни подовження кінцівки в два рази. Результати досліджень та тестів були опубліковані в журналі Biomedical Materials.

На початку 50-х років 20 століття радянський хірург Гавриїл Ілізаров розробив спеціальну систему корекції пропорцій тіла, викривлення ніг, вроджених деформацій, клишоногості, аномалій кісток стопи у дорослих та дітей. Його особливістю було те, що фіксуючі кістки елементи знаходились поза тілом. Ця система лежить в основі методу черезкісткового остеосинтезу, який в даний час використовується у понад 60 країнах світу. Сучасна система Ілізарова складається з титанових або вуглеволокнистих стрижнів, які закріплені на кінцівці пластинами різної форми і з'єднані між собою рухомими стрижнями. Лікарі маніпулюють кісткою за допомогою руху стрижнів.

Як.Проф. Сергій Твердохлебов з Дослідницького центру Вайнберга, співавтор дослідження, каже:

`` У випадках, коли необхідно подовжити кістку, наприклад, коли у дитини ноги різної довжини, які в майбутньому можуть призвести до різних патологій, - її частини розсікають, а потім повільно розсувають. Ми розробили імплантат, який представляє титанову або сталеву голку і використовується як "провідник", який допомагає формувати нову кісткову тканину.

Така голка вводиться всередину трубчастої кістки. Тип імплантатів допомагає прискорити регенерацію кісток і, як результат, скоротити період реабілітації '.

Голкові імплантати, розроблені в ТПУ, виготовлені із сталі та сполук BT6 (сплав титану з алюмінієм та ванадієм), характерних для імплантаційних матеріалів. Вчені ТПУ покрили їх спеціальними матеріалами. Сталеві голкові імплантати були покриті композитним матеріалом на основі п’єзоелектричного фторуглеродного пластику та гідроксиапатиту аеродинамічним формуванням. Титанові імплантати покривали фосфатом кальцію шляхом мікродугового окислення.

Пов’язані історії

Інший співавтор дослідження Євген Болбасов, науковий співробітник лабораторії гібридних систем плазми ТПУ, пояснює:

'Вчені ТПУ вже розробили технології виготовлення імплантатів та осадження покриттів. Покриття близькі до природних кісткових тканин за своїм складом та фізичними характеристиками, що покращує рівень виживання імплантатів.

Є ще один важливий факт. Великі трубчасті кістки мають кістковий мозок, що містить безліч мезенхімальних стовбурових клітин, які можуть диференціюватися в різні типи клітин. Покриття імплантату, що імітує склад кістки, змушує стовбурові клітини регенерувати в кісткову тканину. Нова кісткова тканина починає інтенсивно рости навколо імплантату.

Після успішної регенерації імплантат видаляється '.

У разі титанових імплантатів та гідроксиапатитових покриттів мезенхімальні стовбурові клітини реагують на хімічний склад покриття і тому починають диференціюватися. У випадку сталевих імплантатів вони реагують на п’єзоелектричні властивості покриттів.

На етапі доклінічних випробувань експерти Центру Ілізарова порівнювали класичні сталеві, титанові імплантати без покриття з імплантатами з покриттям, розроблені в ТПУ. Випробування показали, що томські імплантати дали можливість відновити 4 см кісткової тканини протягом 35 днів, а за допомогою класичних імплантатів - протягом 70 днів.

Тим часом, використовуючи наші імплантати, щільність новоутвореної тканини була в 2,5 рази вищою і набагато ближчою до норми здорової кістки, ніж при класичних імплантатах. Крім того, відбулося прискорення як кісткової тканини, так і супутніх м’язових та сполучних тканин ', - зазначає Євген Болбасов.

В даний час Центр Ілізарова проводить обмежені клінічні випробування.