Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 674

Хирургический материал для травм черепа на основе яичной скорлупы

Хирургический материал для травм черепа на основе яичной скорлупы
Инновационный состав материала на основе биокерамики из яичной скорлупы обеспечивает повышенную прочность и биоинтеграцию имплантатов

Биоактивный полимерно-керамический композит для фиксации имплантатов и восстановления костных дефектов черепа разработан международной группой материаловедов Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС».  Инновационный состав материала на основе биокерамики из яичной скорлупы обеспечивает повышенную прочность и биоинтеграцию имплантатов. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Journal of Asian Ceramic Societies.

Полиметилметакрилат (ПММА) – это синтетический полимер, который используется хирургами в качестве «костного цемента», благодаря его способности к самоотверждению и прочности.  Но этот материал биоинтертен по своей природе, поэтому имеет слабое химическое и биологическое взаимодействие с живыми тканями и почти не интегрируется с костью.

Ученые активно исследуют ПММА на предмет «оптимизации» для более широкого применения в различных биомедицинских областях, например, обеспечения надежной фиксации искусственных суставов/имплантатов, стоматологических фиксаторов, закрытия дефектов черепа при различных травмах и тд.

Коллектив Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» решил эту задачу, модифицировав полиметилметакрилат с помощью добавки диопсида – материала из разряда силикатной биокерамики. Он известен такими свойствами, как отсутствие токсичности для живых клеток, биоразлагаемостью и способностью стимулировать остеогенез – образование костной ткани на своей поверхности.

«Яичная скорлупа обладает полезными для здоровья свойствами, такими как минерализация и рост костей, лечение остеопороза и поэтому используется в качестве костного трансплантата. Мы переняли экономически эффективный подход по переработке биоотходов для улучшения качества жизни пациентов с заболеваниями костей. Для изготовления композитов использовался диопсид, полученный из яичной скорлупы», – говорит соавтор исследования, магистрант iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС» Инна Булыгина.

Разработчики предложили оптимизировать материал путем добавки биоактивной керамики в полимерную матрицу ПММА.

«В итоге мы получили пористый композиционный материал ПММА-диопсид, который был произведен методом литья в раствор. В ходе опытов мы экспериментировали с разными пропорциями диопсида – 25%, 50% и 75%», - добавил один из авторов разработки, постдок НИТУ «МИСиС» Раджан Чоудхари.

По словам ученого, известно, что процесс формирования и резорбции костей регулируется несколькими агентами, включая факторы роста, белки и гормоны.  При этом различные ионы, такие как фосфор, кальций, стронций, магний и диоксид кремния участвуют в регенерации, минерализации и метаболизме костей, и именно ряд этих элементов обеспечивает введение диопсида в состав композита.

«Лучшие результаты показали образцы, содержащие 50% диопсида – они продемонстрировали увеличение прочности на сжатие в 4 раза, а также в течение 4 недель испытаний in vitro показали хорошую способность к осаждению костных минералов на своей поверхности. При этом мы установили, что механические свойства полученных пористых композитов соответствуют свойствам губчатой кости человеческого организма», – добавил Раджан Чоудхари.

По словам ученых, для промышленного изготовления хирургического материала можно использовать отходы сельскохозяйственного, а также пищевого производств. Однако, сбор, очищение и переработка потребуют раздельного сбора мусора.

В настоящее время разработчики завершают серию лабораторных испытаний полученных образцов.

Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

биокерамика диопсид полиметилметакрилат

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.