Метод позволяет контролировать качество имплантатов из композиционных материалов с регенеративным действием. Разработка будет востребована в лечении пациентов, перенесших травмы и операции в области мягких и костных тканей.

Исследования проводились сотрудниками Института физики Казанского федерального университета совместно с учеными Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова, Сеченовского университета, а также румынскими и итальянскими коллегами, сообщает издание «Аргументы и Факты» со ссылкой на пресс-службу Министерства науки и высшего образования РФ.

«Создание композиционных материалов на основе биоразлагаемых полимеров и фосфатов кальция — перспективное направление регенеративной медицины. Сочетание свойств полимеров (пластичность, гидрофильность, растворимость, набухаемость) и фосфатов кальция (кровоостанавливающие и антибактериальные) позволяют создавать изделия методами 3D- и 4D-печати, обладающие необходимыми биологическими и механическими характеристиками. Можно получать пористые композиты и пропитывать их лекарственными препаратами. Разработка таких материалов — важный шаг в сокращении сроков восстановления костной ткани, уменьшения сроков реабилитации и повышении качества жизни пациентов, перенесших травмы и операции мягких и костных тканей», — рассказал директор Института физики КФУ Марат Гафуров.

Один из перспективных материалов для изготовления биоразлагаемых имплантатов — композит на основе поливинилпирролидона (повидона) и гидроксиапатита.

«Поливинилпирролидон (PVP) — это биосовместимый полимер. Это означает, что из него можно изготовить имплантат, который организм со временем сам разрушит и выведет, то есть не потребуется повторная операция по извлечению имплантата. Если из такого материала изготовить имплантат для замены фрагмента кости, то он разрушится быстрее, чем сформируется новая кость, поэтому PVP смешивают с гидроксиапатитом — одним из главных компонентов костей млекопитающих. Организм, разрушая такой имплантат, сразу получает материал для строительства новой кости», — пояснил доцент кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики КФУ Георгий Мамин.

Костные фрагменты из подобных материалов уже печатаются на 3D-принтерах, однако при этом возникают проблемы: необходимо контролировать содержание вредных примесей и связывание PVP с частицами гидроксиапатита. Научная команда разработала метод контроля с использованием магнитного резонанса, позволяющий выявлять различные дефекты, например разрушение частиц гидроксиапатита при синтезе материала.

Исследование опубликовано в журнале Polymers.

Источник