Исследователи Университета Лобачевского в Нижнем Новгороде разработали новый метод создания имплантатов, который позволяет сочетать высокую механическую прочность с идеальной биосовместимостью.
Как сообщили ТАСС в пресс-службе вуза, технология уже успешно прошла лабораторные испытания и в перспективе может использоваться для производства персонализированных медицинских изделий в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии.
Ключевая проблема современных имплантатов заключается в том, что врачам и инженерам приходится искать компромисс между надежностью конструкции и ее безопасностью для организма. Наиболее распространенный сегодня титановый сплав Ti-6Al-4V обладает отличными прочностными характеристиками, но содержит алюминий и ванадий. Со временем микрочастицы этих элементов могут высвобождаться в организм, оказывая токсическое воздействие: вызывать поражения нервной системы, снижать прочность костной ткани и даже провоцировать развитие болезни Альцгеймера. Чистый титан, напротив, полностью инертен и идеально совместим с биологическими тканями, однако он уступает сплаву по прочности, что ограничивает его применение в нагружаемых конструкциях.
Нижегородские ученые нашли способ объединить преимущества обоих материалов в рамках одного технологического цикла. Они применили метод биметаллической 3D-печати, а именно селективное лазерное сплавление. Внутренний каркас изделия формируется из прочного титанового сплава, который отвечает за надежность и долговечность имплантата. Внешний же слой толщиной всего 1-1,5 миллиметра, непосредственно контактирующий с костью, создается из чистого титана. Этот биоинертный слой не только изолирует организм от потенциально опасных микрочастиц, но и способствует ускоренной и эффективной остеоинтеграции, то есть приживлению имплантата.
Как пояснил один из авторов разработки, научный сотрудник лаборатории аддитивных технологий НИФТИ ННГУ Сергей Шотин, предложенный способ позволяет разрешить основное противоречие в характеристиках материалов для имплантологии. В итоге формируется высокопрочная конструкция, полностью изолированная от организма безопасной оболочкой, что значительно улучшает клинические прогнозы. Кроме того, использование аддитивных технологий упрощает и удешевляет производство сложных биметаллических изделий.
Особую значимость разработка приобретает для педиатрической травматологии. Возможность создавать имплантаты с учетом анатомических особенностей конкретного пациента позволит изготавливать протезы суставов или зубные имплантаты, которые при необходимости можно будет заменять по мере роста организма.
