В МАИ разработали гибкие титановые имплантаты для позвоночника

Сотрудники Московского авиационного института (МАИ) усовершенствовали методику создания позвоночных имплантатов из сплавов на основе титана.

Новые конструкции позволяют сохранять естественную подвижность позвоночника после операций, а также отличаются повышенной надежностью, долговечностью и биосовместимостью. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

В современной хирургии для стабилизации позвонков при травмах, переломах и заболеваниях позвоночника традиционно используют транспедикулярные фиксаторы — балки и винты из титановых, кобальтовых сплавов или нержавеющей стали. Их главный недостаток — избыточная жесткость, из-за которой позвонки практически сращиваются с соседними, полностью теряя подвижность. Это приводит к перегрузке соседних позвонков, их преждевременному износу и дегенерации. Нередко уже через несколько лет пациенту требуется повторная операция.

Ученые МАИ сосредоточились на совершенствовании имплантатов нового поколения с балками из никелида титана — сплава, способного запоминать форму, возвращаться к ней и хорошо пружинить. Такие конструкции более гибкие, лучше адаптируются к нагрузкам и устанавливаются без полного сращения позвонков, сохраняя подвижность позвоночника и равномерно распределяя нагрузку. Однако это создает повышенный риск преждевременного износа изделия.

Как пояснила доцент образовательного центра института «Новые материалы и производственные технологии» МАИ Елена Лукина, при движениях пациента балки совершают микроскопические перемещения в местах крепления к винтам, что может вызвать появление трещин. Кроме того, конструкция функционирует в агрессивной физиологической среде — тканевой жидкости и крови, что чревато коррозионно-механическим разрушением и попаданием ионов металла в организм. Задача исследователей заключалась в решении этих проблем.

Специалисты провели детальный анализ клинических результатов использования конструкций из никелида титана. На основе полученных данных они оптимизировали состав сплава (соотношение никеля и титана), разработали технологию обработки изделий, включая создание специального защитного покрытия, усовершенствовали конструкцию элементов крепления и методики испытаний. Опытные образцы показали значительно более высокую устойчивость к разрушению и увеличенный срок службы по сравнению с российскими и зарубежными аналогами.

В настоящее время проект завершен. Следующим этапом станет повышение надежности, долговечности и биосовместимости других ортопедических имплантатов из титановых сплавов, в частности транспедикулярных конструкций для лечения сколиозов у детей и иных заболеваний опорно-двигательного аппарата. Работа велась при поддержке Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Приорова.