В Пермском Политехе исследователи предложили новую технологию создания ячеистого вещества на базе магниевых фосфатов. Разработка уникальна для нашей страны, сообщает Пресс-служба ПНИПУ. Данный материал предполагается использовать как основу для восстановления костной ткани и как продолжительный резервуар для лекарственных средств.
Каждый год множество людей сталкиваются с ситуациями, когда их организм не способен самостоятельно регенерировать поврежденные участки костей. К примеру, более полумиллиарда человек подвержены остеопорозу – заболеванию, которое делает костную ткань уязвимой, вызывая до 37 миллионов переломов в год среди лиц от 55 лет. Помимо возрастных травм, существуют переломы, вызванные авариями, спортом и операциями.
В медицине применяют особые материалы в роли временных опор. Кальций-фосфатные имплантаты были долгое время стандартом, однако они медленно рассасываются, что препятствует росту новой костной ткани. Более того, они биологически неактивны, и ионы кальция требуют сложной переработки организмом. Такие материалы просто служат механической поддержкой, а не участвуют в процессе регенерации.
Магниевые фосфаты представляют собой альтернативу, быстро растворяясь и освобождая место для роста новой ткани. Магний активирует регенерацию, посылая знак организму строить ткани в необходимой области.
В состав материала можно внедрить антибактериальные компоненты или вещества, ускоряющие регенерацию. Имплантат будет постепенно высвобождать лекарство в область повреждения, что улучшить качество лечения и позволит избежать побочных эффектов традиционной терапии.
Образец пористого фосфата магния, полученного из струвита. Источник: Пресс-служба ПНИПУ.
Специалисты ПНИПУ впервые в стране создали технологию для производства пористого материала для костных имплантатов. Они использовали специальный способ синтеза струвита — минерала бесцветного или желтоватого цвета в виде кристаллов призматической формы. Он образуется в щелочной среде с ионами магния, фосфора и азота.
Специалисты использовали струвит, так как он содержит магний, фосфор, воду и аммиак. При повышении температуры вода и аммиак испаряются, создавая пористую структуру. Таким образом, получается пористый материал на основе фосфата магния, который готов к использованию в качестве имплантата.
Однако пористый материал, пригодный для применения в медицине, возможно получить только из струвита, синтезированного по уникальной методике. Лишь тогда внутренняя поверхность материала составляет 266 квадратных метров на грамм, что соответствует площади теннисного корта. Объем пор достигает 0,343 см³ на грамм, а радиус пор – всего 2,6 нанометра. Такие свойства открывают важные возможности в медицине.
Технология, разработанная специалистами ПНИПУ, означает выход на новый уровень медицинских имплантатов в России, которые являются основой для интеграции с костью и резервуаром для доставки лекарств. Этот подход повысит эффективность лечения переломов, остеопороза и последствий хирургических вмешательств.