«Вечный» углерод, лечебный сплав титана и растворяющийся в организме магний – все это инновационные материалы, из которых будут делать импланты. Они необходимы, когда нужно восстановить поврежденную кость, сустав или мягкие ткани, поврежденные или утраченные из-за травмы и болезни.
Рассказываем о наиболее важных технологиях будущего, которые разработаны в России.
«Вечный» углерод
Инновационные медицинские изделия из углерод-углеродных композиционных материалов будут создавать в городе Нытва Пермской области на заводе, который строит Уральский НИИ композиционных материалов (УНИИКМ). Их уникальность в «вечном» сроке службы благодаря большому сходству с человеческой костью. Материал уже продемонстрировал свои уникальные свойства в ходе клинических испытаний – имплант настолько хорошо приживается в организме, что пациенты перестают чувствовать инородную ткань после периода реабилитации. В частности, с помощью инновационного материала врачи успешно заместили часть костей черепа после черепно-мозговой травмы.
Завод планирует выпускать суставы, позвонки, фрагменты для замены поврежденной костной ткани, включая кости черепа. Углерод-углеродные композиты открывают новую эру в медицине – они превосходят по своим свойствам все имеющиеся материалы для имплантов и практически не дают осложнений, отмечают разработчики.
В настоящее время продолжаются клинические испытания и идет подготовка к регистрации инновационных имплантов. Одно из направлений – это бедренный компонент тазобедренного сустава, другое – материал для заполнения и замещения поврежденных костей и инновационный материал «Углекон», созданный российскими учеными. Из него планируется изготавливать различные импланты, включая искусственные позвонки.
В середине 2023 года планируется начать строительство завода, который будет заниматься серийным производством данного типа имплантов.
Лечебный никелид титана
Сплав, который будет не только обеспечивать каркас для костной ткани, но и останавливать развитие инфекций и воспалительных процессов, разрабатывают в Томском Государственном университете. Ученые хотят совместить пористо-проницаемый материал импланта с лекарствами. Таким образом, у его поверхности появятся лечебные свойства. Это позволит улучшить приживаемость, снизить риск инфекционных осложнений и отторжения импланта организмом, из-за которого пациентам раньше приходилось делать повторную операцию по его удалению или замене.
В основе импланта будет пористый сплав никелида титана, который применяется в хирургии костных тканей. Ученые уже подготовили научные основы создания таких материалов. Ожидается, что эти импланты будут выдерживать физические нагрузки, и их можно будет использовать в качестве каркаса для врастания костной ткани. При этом материал позволит сохранить жизнеспособность врастающих в него клеток.
На следующем этапе ученые планируют придать поверхности пористого материала новую функцию при осаждении макроциклических соединений, что позволит насыщать молекулы лекарственными средствами, а затем изучать их способность высвобождать лекарства.
Межпозвоночные диски на заказ
Сегодня можно не просто заменить поврежденный из-за травмы или болезни межпозвоночный диск, но и сделать это по индивидуальным параметрам. Такую возможность дает технология производства имплантов межпозвоночных дисков, разработанная учеными Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии им. Р. Р. Вредена. Изделия, которые называются кейджи, выпускает из биосовместимого медицинского титанового сплава Ti6AI4V российский производитель Pozvonoq.
Устанавливаются такие импланты с помощью инновационной технологии переднего доступа через брюшную стенку. Благодаря специальным фиксирующим элементам не требуется дополнительное закрепление кейджа. Методика также показала хорошие результаты при лечении пациентов с индексом массы тела более 36. Изделия могут применяться при лечении всего спектра заболеваний позвоночника – от травм и дегенеративных заболеваний до опухолей.
Российские инновационные импланты хорошо приживаются, а их стоимость на 30% ниже зарубежных аналогов, что делает их более доступными.
Инновационные материалы для замены твердых и мягких тканей
Российские ученые научились выпускать не только костные импланты, но и конструкции для восстановления мягких тканей. Например, запатентованный инновационный материал «Реперен» позволяет изготовить конструкции для восстановления после различных видов грыж и лечения перитонита. Также его используют в нейрохирургии, травматологии и в пластической хирургии. Производством занимается нижегородская компания «Айконлаб» при поддержке Фонда «Сколково».
Еще один материал – «Рекост» – может использоваться в медицине как в жидком, так и в твердом виде. В первом случае он выполняет функцию клея-цемента, во втором – применяется для замещения костной ткани.Обе разработки прошли клинические испытания в Центре инновационных технологий в здравоохранении комплекса социального развития, которые завершились в июле 2022 года. Врачи выполнили более двадцати тысяч успешных операций, включая реконструкцию брюшной стенки и лечение гнойного перитонита с помощью «Реперена». Специалисты высоко оценили качество новых материалов, особенно невосприимчивость «Рекоста» к перепадам температур, что положительно влияет на уровень комфортности для пациентов.
Отечественные разработки уже прошли сертификацию не только в России, но и в Европе. Структуру «Реперена» врачи считают более мягкой и называют это преимуществом перед искусственной твердой мозговой оболочкой Neuro-Patch зарубежного производства. Также нейрохирурги отмечают биостабильность, по сравнению с животным коллагеном, который является биологически чужеродным материалом.
Растворяющийся в организме магний
Еще одна уникальная научная разработка принадлежит ученым Тольяттинского государственного университета (ТГУ). Это биологически растворяемые магниевые сплавы для имплантов в области травматологии и ортопедии. Выпускать их планируется вместе с «Медицинской торговой компанией». Запуск производства ожидается через год.
Преимущество растворяемых имплантов в том, что они не разрушатся преждевременно в организме. При этом в нужный момент имплант безопасно рассасывается в организме, и пациенту не требуется хирургическое вмешательство для его извлечения. Из таких сплавов можно изготавливать пластины, винты, сетки для выравнивания и фиксации при переломах, остеотомии, артродезах. Их можно устанавливать на срок от двух до четырех лет, после чего они сами безопасно распадаются на нетоксичные соединения.
Ранее такие изделия поступали в Россию из-за рубежа, но сейчас завозить их перестали из-за санкций. Тольяттинские ученые начали исследования в 2010 году, и теперь результаты их работы переходят в область практического применения. В городе откроется новый завод, где будут выпускать и сами импланты, и заготовки для их производства. Стоимость строительства оценивается в 35 млн рублей.
