Новости науки на портале «Научная Россия»

Химики МГУ создали материал с ускоренным врастанием в костную ткань

Химики МГУ создали материал с ускоренным врастанием в костную ткань
Химики создали керамические матриксы из смешанных фосфатов кальция и щелочных металлов для регенерации костной ткани. Ученые апробировали схему создания макропористых каркасов, включающую 3D-печать моделей

Сотрудники химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова создали керамические матриксы из смешанных фосфатов кальция и щелочных металлов для регенерации костной ткани. Ученые апробировали технологическую схему создания таких матриксов — макропористых каркасов, включающую 3D-печать моделей с разрешением отдельных деталей до 50 мкм. Результаты исследования опубликованы в нескольких выпусках журнала «Неорганические материалы». Работа выполнялась в рамках пятилетнего цикла исследований, поддержанных грантом Российского научного фонда (РНФ).

Имплантаты из собственной костной ткани (аутогенные) до сих пор считаются «золотым стандартом» в реконструктивной ортопедической и челюстно-лицевой хирургии. Тем не менее, целый ряд обстоятельств медицинского и этического характера делает перспективными синтетические материалы на основе биологически совместимых веществ. Для восстановления костной ткани помимо биохимически активных веществ и клеток необходимо наличие слаборастворимого каркаса — матрикса, который должен деградировать с той же скоростью, с которой происходит образование новой кости, и обладать определенными прочностными свойствами, а также проницаемостью. 

Первые попытки применения кальцийфосфатной керамики в медицине относятся к 1920-ым годам. Начиная с 1970-ых подобные материалы уже упоминаются как биокерамика, а в 1988 в Киото (Япония) состоялся первый биокерамический симпозиум. Рынок биосовместимой керамики в течение последних лет демонстрируют достаточно высокие показатели (оборот более $3 млрд в 2017 г и рост около 8% в год); потребности отечественного здравоохранения в костных имплантатах оцениваются на уровне 200 тысяч единиц в год.

«Широкое коммерческое применение кальцийфосфатной биокерамики в стоматологии и хирургии состоялось в значительной степени благодаря достижениям ученых из США, Европы и Японии в 1970-80 гг; свой вклад внесли и российские исследователи. Примерно тогда же возникла идея, что эта керамика должна быть пористой (в идеале — как пена); собственно, это уже и есть биокерамический матрикс», — комментирует руководитель исследования, доцент, кандидат химических наук Валерий Путляев.

Сотрудники химического факультета МГУ занимаются созданием пористой биокерамики с 2003 года.«Необходимо отметить, что значительный стимул исследованиям в этой области придал покойный академик РАН Ю. Д. Третьяков. Сейчас в исследованиях так или иначе заняты сотрудники химического факультета, факультета наук о материалах, факультета фундаментальной медицины, НИИ механики МГУ, а также наши коллеги из других организаций, в том числе нескольких институтов РАН», — рассказал о масштабе работы и. о. декана химического факультета МГУ, член-корр. РАН Степан Калмыков.

Сотрудники МГУ спроектировали и изготовили ряд керамических композитных матриксов на основе смешанных фосфатов кальция-натрия-калия с архитектурой Кельвина и высокой проницаемостью. Архитектура Кельвина — одна из моделей строения регулярного пористого материала на основе плотно сложенных октаэдров с обрезанными вершинами, предложенная Уильямом Томсоном (известным, как Кельвин) еще в конце XIX века. Пористость материала необходима для ускоренного врастания в нее регенерируемой костной ткани. Российские ученые разработали технологическую схему изготовления матриксов с использованием стереолитографической 3D-печати. Результаты исследования биосовместимости материалов с культурой клеток фибробластов человека показали, что матриксы не являются цитотоксичными; в настоящее время активно ведутся доклинические исследования поведения таких матриксов при их имплантировании в костные дефекты малых лабораторных животных.

Пресс-служба МГУ

биокерамика кальцийфосфатная биокерамика керамические матриксы

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.