При лечении сильно сломанных костей врачи хотят, чтобы новая костная ткань выросла как можно быстрее, а также хотят предотвратить инфицирование места раны. Ученые разработали имплантируемый композитный материал, который, как сообщается, работает по обоим пунктам.
Вещество было создано в рамках совместного исследовательского проекта SCABAEGO (Scaffold Bioactive Glass-Enhanced Osteogenesis), финансируемого правительством Германии.
В число партнерских групп входят отделение травматологии и реконструктивной хирургии Университетской клиники Гейдельберга, медицинская инжиниринговая компания BellaSeno, а также Институт производственных технологий и современных материалов Общества Фраунгофера.
Композит (справа) состоит из поликапролактона (слева) и биоактивного стекла (в центре). Фото: Fraunhofer IFAM.
Идея состоит в том, что при возникновении потенциально опасного перелома кости медицинский персонал все начинается с компьютерной томографии места перелома. На основе этого сканирования из нового композита будет распечатан индивидуальный трехмерный каркас.
Затем эта структура будет хирургически наносится на место перелома, чтобы заполнить область, где отсутствует костная ткань. Наконец, каркас заполняется костным мозгом, взятым из бедра или другой крупной кости пациента.
Сам композит представляет собой комбинацию биоактивного стекла и биоразлагаемого полимера, известного как поликапролактон, последний из которых повышает структурную прочность каркаса. По словам специалистов Фраунгофера, биоактивное стекло повышает pH места разрыва до щелочного уровня, что может подавлять рост бактерий. Кроме того, когда стекло вступает в контакт с биологическими жидкостями, оно превращается в очень похожее на кость химическое соединение, называемое гидроксиапатитом.
Каркас из композитного материала напечатан на 3D-принтере партнером проекта BellaSeno. Фото: BellaSeno.
«Через шесть-семь лет каркас полностью биоразложится и превратится в кость», — говорит доктор Тобиас Гросснер (Tobias Großner), хирург-травматолог и руководитель отделения экспериментальной травматологической хирургии в Университетской клинике Гейдельберга.
Ученые уже начали испытания технологии в доклинических испытаниях. Они также адаптируют рецептуру композита, чтобы максимизировать содержание в нем биоактивного стекла, сохраняя при этом его достаточную прочность.
Источник: Fraunhofer.
