Команда ученых впервые в мире успешно вживила имитирующий структуру кости биомиметический гибридный протез из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и титанового сплава в бедренную кость. Успешная операция была проведена на собаке по заказу ветеринарной клиники «МедВет». Об этом сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС».
Операция по вживлению экспериментального биомиметического протеза, то есть схожего по структуре с тканями живого организма, была успешно проведена в августе 2018 года. Пациентом была собака, больная остеосаркомой бедренной кости. Через несколько дней животное снова смогло ходить, и, по прогнозам, в скором времени подвижность восстановится полностью.
Остеосаркома (остеогенная саркома) — быстрорастущая раковая опухоль, клетки которой происходят из костной ткани, приводят к постепенному ее разрушению и, соответственно, потере подвижности. Остеосаркома — самый распространенный вид опухоли кости как у людей, так и у животных.
Лечение обязательно включает в себя курс химиотерапии и оперативное вмешательство с удалением пораженной ткани. Передовые технологии позволяют проводить органосохраняющую операцию — в таком случае вместо удаленного участка кости ставится металлический, керамический или полимерный имплантат. Несмотря на то, что такие протезы позволяют восстановить подвижность, они сильно отличаются по структуре от костной ткани, и это может привести к ряду существенных затруднений.
«Традиционные материалы для медицинского протезирования имеют ряд существенных минусов: например, титановые имплантаты принимают на себя слишком много нагрузки, предназначенной для кости, и последняя начинает истончаться. В такой ситуации кость на стыке с протезом может ломаться, — объясняет один из разработчиков протеза Федор Сенатов из НИТУ «МИСиС». — Другой вариант — керамика, но она более хрупкая, что может ограничивать размеры возмещаемой костной ткани. Кроме того, структура этих материалов не позволяет им срастаться с костью — требуется постоянная плотная фиксация».
Команда инновационного предприятия Biomimetix, реализующего разработки НИТУ «МИСиС», уже несколько лет занимается разработкой биомиметических имплантатов. Ученые работают со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом — зарекомендовавшим себя биосовместимым материалом — но модифицируют его уникальным образом, придавая имплантатам требуемую структуру. Это первый в мире опыт создания биомиметических протезов из такого полимерного материала.
«Поскольку собака оказалась крупной — дог, привыкла двигаться активно, а удалять требовалось порядка 11 см кости, протез было решено сделать гибридным, — рассказывает Сенатов. — На титановую трубку, изготовленную методом 3D-печати, мы нарастили слой сплошного сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а внутреннюю часть выполнили из пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена, идентичного структуре губчатой кости. Во время операции часть покрытия срезали, чтобы «подогнать» имплантат к кости. Уже через несколько дней после операции собака смогла полноценно ходить. Если срастание полимера с костной тканью пройдет успешно, через какое-то время можно будет убрать фиксирующие пластины».
