Сложнейшую задачу удалось решить российским ученым – создать прочный пористый материал, максимально приближенный по свойствам к костной ткани и способный в организме в нее, образно говоря, переродиться. Имплантанты для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии из этого материала позволят практически вырастить в организме новую кость, используя имплантат и как шаблон, и как источник сырья.

В состав композита входят два основных компонента – полимер и аналогичный природному синтетический минерал – гидроксиапатит. Полимерная основа позволяет сформировать изделие нужной формы, а гироксиапатит – это фактически сырье, необходимое организму для строительства недостающей костной ткани. Разумеется, этот принцип известен достаточно давно, однако до сих пор перед создателям подобных материалов стояли проблемы, решить которые удалось только коллективу ученых из Государственного научно-исследовательского института органической химии и технологии (ФГУП «ГосНИИОХТ»), Института проблем лазерных и информационных технологий (ИПЛИТ РАН) и института элементоорганических соединений (ИНЭОС РАН). В основе предложенной ими методики – использование сверхкритического диоксида углерода.

На первом этапе работы исследователи разработали метод, позволяющий соединить полимер и минерал в единое целое. Благодаря химической модификации гидроксиапатита авторам удалось эффективно связать полимерную матрицу с равномерно распределенным в ней гидроксиапатитом. При этом полимеры ученые взяли заведомо как биостабильные (полиакрилаты), так) – очень медленно разрушающиеся в условиях организма полилактиды.

Обработка смеси исходных соединений сверхкритической углекислотой позволила исследователям справиться сразу с несколькими проблемами. С одной стороны, СО2 в сверхкритичеком состоянии обладает свойствами прекрасного растворителя для широкого круга веществ, благодаря чему вытягивает из будущего композита все лишние, в том числе и потенциально токсичные вещества. С другой стороны, с ее помощью удается добиться заданной пористости конечного продукта, а это необходимое условие для того, чтобы замена искусственной костной ткани на натуральную проходило равномерно во всем объеме имплантата, а не только с поверхности. Наконец, добавки некоторых соединений в СО2 позволяют добиться улучшения биосовместимости имплантата.

В конечном итоге ученым удалось разработать метод синтеза материала, способного выполнять роль фактически прекурсора, то есть предшественника живой костной ткани, причем прекрасно с имеющейся костной тканью совместимого и для будущих пациентов безопасного. Для того чтобы убедиться в этом, исследователи провели ряд экспериментов на лабораторных животных – крысах и кроликах. Результаты подтвердили ожидания: имплантанты из синтезированного композита благополучно срастались в месте стыковки с живыми костями, не вызывая никаких побочных эффектов, в отличие от наиболее распространенных – металлических и полимерных.

Между прочим, новые композиты открывают и еще одну, очень интересную перспективу. Если ввести в их состав лекарственное вещество, оно будет медленно, с заранее известной или даже заданной скоростью выделяться из имплантата. Это может быть, например, антибиотик, который предотвратит развитие возможных послеоперационных осложнений септического характера. Но это предмет особого, дополнительного изучения.

Теперь перед учеными стоит задача разработать методику синтеза полимер-минеральных систем в промышленном масштабе – ведь спрос на подобные имплантанты огромен как у нас в стране, так и за рубежом. В России, например, по оценкам специалистов, только для челюстно-лицевой хирургии требуется более 25 тысяч имплантантов в год, не говоря уж о ортопедии, потребности которой в костных имплантантах на порядок выше. Кроме того, необходимо провести подробные исследования, доклинические и клинические, новых имплантантов и получить разрешение на их использование в хирургической практике. Это потребует, разумеется, и серьезной финансовой поддержки, однако в данном случае все усилия, можно сказать с уверенностью, окупятся сторицей и в моральном, и в материальном плане. И хотя, по меткому выражению Генри Форда, запчасти для людей природой не предусмотрены, имплантанты нового поколения, разработать которые помог авторам Международный научно-технический центр, по крайней мере отчасти позволят врачам решить эту проблему, возвращая пациентам здоровье, красоту, а иногда и саму жизнь.

Дополнительная информация:
Москва, ГНИИ органической химии и технологии,
кандидат химических наук, начальник лаборатории Глухан Елена Николаевна,
тел. (495) 673-24-05, (495) 673-75-30, demprog@com2com.ru

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам агентства «Информнаука»