Ученые создали цемент для заживления костей и изготовления имплантов

TOMIN.BY

Немецкие ученые из Йенского университета имени Фридриха Шиллера и из Вюрцбургского университета создали цемент для скрепления костей и изготовления имплантатов. При этом материал способен к самовосстановлению и формированию костей. Специалисты подчеркивают, что имплантаты из нового материала не нуждаются в ремонте или замене.

Цемент разработан на основе фосфата кальция и цемента, армированного углеродными волокнами. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Организм человека способен лечить множество травм и ран самостоятельно, но при сложных повреждениях костей необходимо хирургическое вмешательство. В таких случаях медики используют материалы, которые частично или полностью восстанавливают форму и функцию кости в месте повреждения.

Волокна повышают устойчивость к повреждениям, а также обеспечивают самовосстановление — трещины в материале затягиваются самостоятельно. Благодаря этому важному качеству, имплантаты, изготовленные из нового материала, не нуждаются в ремонте или замене, что требует обычно инвазивного вмешательства.

Как сообщается, кальций-фосфатный цемент уже давно используется в медицине и хорошо себя зарекомендовал.

К тому же его можно вводить в организм в виде пасты при минимально инвазивной процедуре — пластичность позволяет ему тесно связываться со структурой кости.

"Однако из-за высокой хрупкости в материале образуются трещины, когда он подвергается чрезмерной нагрузке. Эти трещины могут быстро расширяться, дестабилизировать имплантат и в конечном итоге — разрушать его, — приводятся в пресс-релизе Йенского университета слова руководителя исследования, профессора Фрэнка Мюллера (Frank A. Müller). — По этой причине кальций-фосфатный цемент до сих пор использовался в основном на костях, которые не играют несущей роли в скелете, например, в области лица и челюстей".

Авторы проекта разработали цемент, в котором трещины зарастают сами. Новшество заключается в применении углеродных волокон.

"Во-первых, эти волокна значительно увеличивают устойчивость цемента к повреждениям, потому что они связывают края трещин по мере их образования и таким образом препятствуют дальнейшему раскрытию, — объясняет Мюллер. — Во-вторых, мы химически активировали поверхность волокон. Это означает, что как только открытые волокна соприкасаются с жидкостью организма, которая собирается в полостях, образованных трещинами, начинается процесс минерализации. Получающийся в результате апатит — фундаментальный строительный блок костной ткани — снова закрывает трещину".

Результаты экспериментов подтвердили способность нового материала выдерживать высокие нагрузки и самовосстанавливаться. Авторы уверены, что созданный ими цемент будет широко использоваться в производстве костных имплантатов, в том числе для замены несущих элементов скелета.