- Статьи
- Наука и техника
- Дать на лапку: новый имплант вернет способность ходить больным кошкам и собакам
Дать на лапку: новый имплант вернет способность ходить больным кошкам и собакам
Российские ученые создали биоразлагаемый имплант с функцией памяти формы для лечения повреждений суставов у животных. Это первое отечественное изделие такого рода, объединяющее в себе оба важных свойства, рассказали «Известиям» специалисты. Применение разработки позволит отказаться от повторной операции, ускорит реабилитацию и избавит от осложнений. По мнению экспертов, внедрение такого протеза сделает услуги ветеринарных врачей более доступными, так как сейчас материалы для подобных операций стоят дорого.
Фиксация больного сустава у животных
Специалисты НИТУ МИСИС создали прототип имплантата для фиксации больных суставов у животных, который со временем безопасно рассасываться в организме пациента. Благодаря ему можно избежать повторной операции. Материал, из которого сделана разработка, обладает эффектом памяти формы, что позволяет добиться более точного соответствия протеза индивидуальной анатомии больного животного. Это ускоряет процесс реабилитации после операции и дает возможность избежать осложнений. Изобретение разработано для проведения артродеза — операции по обездвиживанию сустава для устранения хронических болей у животных с тяжелым поражением тканей.
— Композиционные материалы с эффектом памяти формы — одно из инновационных медицинских средств для ортопедии, поскольку они способны обеспечить качественно более функциональную остеореконструкцию. Поскольку артродез необходим для поддержки восстанавливаемой конечности, то материал наряду с биосовместимостью должен по своим механическим свойствам соответствовать характеристикам трубчатых костей конечностей. Мы надеемся, что такие конструкции помогут ускорить восстановление и снизить риск осложнений у животных после операции, — сказала магистрантка университетской программы «Биоматериаловедение iPhD» Полина Качалина.
Традиционно при артродезе широко применяются металлические конструкции. Для успешного проведения операции необходимо заранее предусмотреть фиксацию сочленяемых костей под определенным углом, который определяется индивидуально и зависит от вида пациента, его состояния, функционала реконструируемой конечности, характеристик костной основы оперируемой области и конкретной клинической ситуации.
Чтобы минимизировать риски осложнений и значительно ускорить выздоровление, исследователи разработали экспериментальные образцы имплантатов.
Модели были созданы с помощью 3D-печати из биорезорбируемого полимера с эффектом памяти формы, усиленного минеральными наполнителями: гидроксиапатитом и диоксидом кремния. Такая комбинация улучшает прочность конструкции и ее совместимость с костной тканью.
Материал имплантата рассасывается в теле животного после имплантации под влиянием различных физиологически активных факторов. Дополнительная перемычка с эффектом памяти формы способствует точной фиксации сустава в анатомически корректном положении. Это снизит нагрузку на организм и уменьшит риск развития инфекции.
— Преимущество предлагаемого подхода — в создании индивидуализированных биоинженерных конструкций, чтобы минимизировать хромоту, обеспечить оптимальную сочетаемость неподвижных суставов и зафиксировать их в положении, необходимом для поддержания симметрии опорно-двигательного аппарата, — сказала профессор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Наталья Анисимова.
Эксперименты в лаборатории показали, что живые клетки хорошо прикрепляются к поверхности импланта, а продукты его распада не оказывают токсического действия на организм. В ближайший год ученые проверят способность образцов к самоустановке в теле животного, проанализируют биосовмеcтимость и эффективность.
Функции нового импланта
Артродез обычно проводится вынужденно, так как при этой операции временно теряется подвижность сустава. А ветеринары стремятся максимально сохранить функциональную нагрузку, так как она ускоряет выздоровление. Фактически это «внутренний гипс», который используется, когда другие методы не подошли. Его ставят как миниатюрным животным, например, собакам при сложных многооскольчатых переломах, так и крупным при внутрисуставных переломах, чтобы дать покой суставу, рассказал «Известиям» ветеринарный врач высшей категории Михаил Шеляков.
— Биоразлагаемые импланты и импланты с памятью формы по отдельности уже давно применяются в ветеринарии. Однако объединение двух этих свойств в одном изделии и его усовершенствование сделают артродез более доступным, так как материалы для этой операции стоят недешево, — сказал Михаил Шеляков.
По мнению доцента департамента ветеринарной медицины РУДН Арфени Карамян, разработку можно признать крайне актуальной и перспективной в связи с высоким процентом заболеваний опорно-двигательного аппарата у животных, сопровождающихся болевым синдромом, хромотой и нарушением функциональной активности.
— Однако для подтверждения эффективности требуется ряд исследований in vivo с установкой импланта у лабораторных животных и последующих исследованиях на целевых животных. Также очень интересны сроки биорезорбции (процесс разрушения биоматериала в биологической среде) и окажется ли он достаточным для оказания помощи животному, — сказала она.
В то же время применение современных аддитивных технологий и 3D-печати весьма перспективное и актуальное направление в биомедицине и биоинженерии, добавила специалист.
