Новый 3D-имплантат против артроза

10.08.2018

Изобретение ученых и инженеров НИУ МИЭТ поможет людям, больным артрозом, — а это порядка 12% населения земного шара. Работы по изготовлению имплантационного материала велись на протяжении двух лет, сообщает пресс-служба Национального исследовательского университета МИЭТ. В итоге удалось разработать специальный состав, который хорошо зарекомендовал себя в качестве покрытия для связки коленного сустава.

Состав послужил основой для так называемых чернил для печати имплантатов разной формы на специально созданном для этих целей 3D-принтере, который работает на основе обнаруженных физических процессов взаимодействия лазерного излучения с белково-углеродной субстанцией. Сами имплантаты состоят из углеродного нанокаркаса, обернутого слоями важных для организма белков — коллагена и альбумина.

«После выявления особенности дефектов костно-хрящевых соединений, которые образуются при заболеваниях (например, травмах или артрозах), медицинскими участниками проекта были сформированы требования к имплантационным материалам: их правильная геометрическая форма, пористость, твердость, эластичность, скорость растворения в биологических жидкостях и т. д. В соответствии с этими требованиями совместно с коллегами-биологами и медиками учеными МИЭТ были подобраны состав и режим печати 3D-имплантатов для проведения экспериментов по восстановлению дефектов костно-хрящевых соединений коленных суставов», — сообщили «Стимулу» в пресс-службе университета.

Сейчас ученые проводят серии экспериментов для досконального изучения физико-биологических процессов регенерации гиалинового хряща: прежде чем применять технологию на людях, необходимо провести множество дополнительных работ по становлению и отработке технологии производства 3D-имплантатов.

Invivo эксперименты (на живом организме) проводились совместно с МОНИКИ. В первой серии экспериментов по восстановлению дефектов костно-хрящевых соединений коленных суставов лабораторных животных (кроликов породы русский великан) было продемонстрировано полное восстановление гиалинового хряща, что является прорывным результатом для мировой науки, поскольку после разрушения данный вид хряща в течение жизни практически не восстанавливается. В МИЭТ планируют уже в скором времени получить опытный образец 3D-имплантата, удовлетворяющий всем медицинским требованиям и стандартам. По завершении данных работ будет возможно проведение клинических испытаний 3D-имплантатов с участием человека.

Специалисты посчитали, что для одной операции стоимость 3D-имплантатов будет составлять не более 10–20 тыс. руб. в зависимости от размеров повреждений в суставе.

В результате использования разрабатываемых 3D-имплантатов ожидается достижение ускоренной регенерации поврежденных тканей хряща, сокращение длительности и стоимости операции и сокращение сроков послеоперационной реабилитации пациента.

Гиалиновый хрящ обеспечивает в организме подгонку соприкасающихся суставных поверхностей, амортизацию и уменьшает трение сочленяющихся суставных поверхностей. Хрящ не имеет собственной сосудистой сети и нервов и получает питание в основном из суставной жидкости. По статистике, артрозом (заболеванием, приводящим к разрушению гиалинового хряща) болеют от 6,5 до 12% населения земного шара. Преимущественно страдают люди старше 65 лет (62–85% случаев), однако в последнее время наблюдается тенденция к «омоложению» патологии: в разных странах около 30–35% больных артрозом — это люди возраста 45–65 лет, 2–3% — возраста 20–45 лет. Также существенная доля повреждений хрящевой ткани суставов приходится на спортивные травмы — более 60% всех травм коленного сустава.