Российские ученые создали имплантаты, восстанавливающие костную ткань
В Красноярском научном центре СО РАН были разработаны инновационные биоразлагаемые пластиковые 3D-каркасы, предназначенные для регенерации костной ткани. Эти каркасы полностью биосовместимы, прочны и эффективно используются в костной пластике.
Они изготовлены из разрушаемого биоразлагаемого полимера оксипроизводных жирных кислот, который является природного происхождения. Синтез этого полимера был осуществлен в Институте биофизики СО РАН с использованием бактерий штамма Cupriavidus eutropus. Специалисты вытягивали пластиковые «нити» из исходного полимера, которые затем использовались для печати каркасов с помощью 3D-принтера.
Исследование показало, что каркасы обладают прочностью, сравнимой с прочностью костной ткани. Для оценки биосовместимости, специалисты провели имплантацию каркасов в поврежденную область бедренной кости домашних свиней.
Результаты исследования показали, что остеобласты, клетки, отвечающие за образование костной ткани, активно заселяли поверхность каркаса и проникали в его структуру. Клетки распространялись по всему каркасу, покрывали его поверхность и заполняли все пространство. Благодаря этому организм смог сформировать костную ткань и полностью восстановить анатомическую структуру кости за пять месяцев.
Ученые отмечают, что сам каркас способен медленно разрушаться в организме в течение нескольких месяцев до нескольких лет. Полимер, на основе которого создан каркас, распадается на мономеры масляной кислоты под воздействием ферментов крови, тканевой жидкости и клеток макрофагов. Это обеспечивает высочайшую биологическую совместимость этих полимеров.
Разработанные 3D-имплантаты не содержат лекарственных препаратов и стимуляторов, но при этом обеспечивают формирование полноценной и зрелой костной ткани и полное восстановление дефекта. Они могут быть использованы для реконструкции дефектов костной ткани у людей и представляют перспективу для дальнейших исследований.