Новая разработка ученых ТПУ: биоразлагаемые костные имплантаты
В Томском политехническом университете (ТПУ), в рамках государственной программы «Приоритет-2030» и национального проекта «Молодежь и дети», была разработана комплексная технология создания биорезорбируемых костных имплантатов, охватывающая все этапы их жизненного цикла: от проектирования инновационных материалов для 3D-печати до финальной модификации поверхности. Данная технология, защищенная патентом, в настоящее время проходит клинические испытания в ФГБУ «НМИЦ ТО имени академика Г.А. Илизарова» и демонстрирует значительное сокращение сроков лечения пациентов.
Инновация была разработана коллективом сотрудников лаборатории плазменных гибридных систем Научно-образовательного центра ТПУ имени Б.П. Вейнберга. Специалисты лаборатории сосредоточились на разработке персонализированных биорезорбируемых имплантатов с модифицированной поверхностью, предназначенных для замещения крупных костных дефектов и восстановления костных структур.
Сергей Твердохлебов, кандидат физико-математических наук и исполняющий обязанности руководителя лаборатории, отметил, что исследования биорезорбируемых полимеров начались более десяти лет назад. Среди рассматриваемых материалов были поликапролактон (ПКЛ), полилактид-ко-гликолид (ПЛГ), полилактид (ПЛ), а также полимолочная кислота (ПМК). В рамках сотрудничества с Федеральным медико-биологическим агентством России команда успешно реализовала проект, подтвердив перспективность использования биорезорбируемых материалов в медицинских приложениях.
После успешного завершения проекта по ПМК, ученые перешли к разработке биоактивных имплантатов на основе поликапролактона, предназначенных для остеосинтеза. Инкорпорирование мелкодисперсных фосфатов кальция позволило создать порошок для 3D-печати, который используется для производства стандартных имплантатов, таких как биоактивные интрамедуллярные спицы. Материалы, разработанные в лаборатории, позволяют изготавливать как стандартные, так и персонализированные имплантаты с покрытиями из гидроксиапатита и модифицированными биоактивными поверхностями. Экспериментальные исследования показали, что применение данных имплантатов способствует ускорению восстановления костной ткани в два-четыре раза по сравнению с традиционными методами лечения.
Медицинские партнеры уже внедрили данную технологию в клиническую практику, успешно применив ее для лечения 10–15 пациентов без возникновения осложнений. Военные госпитали, включая Главный военный клинический госпиталь имени Н.Н. Бурденко, также проявляют значительный интерес к данной инновационной технологии.
Основные области применения биорезорбируемых имплантатов включают замещение костных дефектов, восстановление деформаций и удлинение костей, а также реконструкцию альвеолярного отростка и другие ортопедические операции. Внедрение данной технологии в медицинскую практику открывает новые перспективы для повышения эффективности и безопасности лечения пациентов с костными патологиями.