Кейдж для позвоночника — сращивает сломанные позвонки и исчезает
Разлагаемые имплантаты для позвоночника разработали российские ученые. Новая технология позволит восстановиться после травмы. Элементы замещают междисковую ткань и помогают срастись соседним позвонкам, а затем растворяются.
По данным ВОЗ, ежегодно до полумиллиона человек травмируют позвоночник. Мужчины в этом смысле рискуют в два раза сильнее, чем женщины. Вероятность преждевременной смерти после такого повреждения возрастает в несколько раз. Чтобы сгладить негативную статистику, сотрудники Курчатовского института и Российского научного центра хирургии имени академика Б. В. Петровского создали спинальный кейдж. Это биодеградируемый элемент, который крепко соединяет позвонки, а после их сращивания постепенно заменяется костной тканью пациента.
Сейчас конструкции, которые вставляют в позвоночник, производятся из неразлагаемых материалов. Они остаются внутри организма и могут стать причиной осложнений. Модель кейджа нового поколения создали на основе снимка позвоночника пациента, сделанного с помощью компьютерной томографии. Имплантат напечатали на 3D-принтере. Он состоит из каркаса, который принимает на себя всю нагрузку, и зоны с пористой структурой.
«Костная ткань обладает большой пористостью, от 50 до 90 %. Перед нами стоял большой вопрос: как воссоздать такую структуру? Мы решили использовать систему элементарных ячеек, построенную на основе гироидной поверхности. Ее параметры можно рассчитать математическими методами и варьировать, точно регулируя пористость полученной структуры и ее механические свойства. Это позволяет подстраиваться под ту костную ткань, куда будет установлен имплантат. Например, кейджи для шейного отдела позвоночника и для поясничного будут иметь разные структуры ячейки», — делится деталями начальник лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Никита Седуш.
По его словам, также важно было выполнить кейдж из биодеградируемого материала с заданными свойствами. Для этого выбрали полиактиды, которые используют в медицине в качестве аналогов для неразлагаемых конструкций.
С помощью 3D-печати можно создать изделие любой геометрической формы, нужной структуры и свойств. Помимо стандартных заготовок, технология дает возможность изготавливать индивидуальный кейдж, идеально повторяющий позвонок конкретного пациента, что оптимально компенсирует изменение анатомии после травмы.
Предварительные испытания показали, что такой имплантат выдерживает нагрузку на сжатие более 500 кг. Он будет полностью разлагаться в послеоперационный период. Первые образцы в ближайшее время будут испытаны на животных. Также ученые работают над специальным биоактивным покрытием для кейджа, которое ускорит сращение позвонков.
