
Научная группа, состоящая из специалистов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Санкт-Петербургского государственного технологического института и Национального медицинского исследовательского центра имени Алмазова, начала работу над разработкой полимерного материала для 3D-печати имплантатов, обладающих высокой биосовместимостью и структурой, максимально приближённой к натуральной костной ткани.
Как сообщает пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ, процесс создания нового материала можно сравнить с приготовлением сложного блюда: хотя базовые компоненты известны, точное сочетание ингредиентов, добавок и способы их обработки могут дать совершенно разные результаты. Задача учёных — найти оптимальный состав полимера, который обеспечит максимальную биосовместимость и прочность для использования в эндопротезировании. Такие материалы способны существенно ускорить и удешевить процесс создания имплантатов, позволяя изготавливать их прямо рядом с операционной.
Исследователи провели тестирование существующих полимеров, подвергнув их воздействию высоких температур и изучив с использованием методов инфракрасной спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и рентгеновской дифракции. Особое внимание было уделено поведению образцов в контакте с различными жидкостями.
«Исследование позволило определить размеры пор, образующихся в материале после 3D-печати, а также изучить реологические свойства исследованных материалов. Создание открытой пористой структуры в будущем даст возможность обеспечить остеоинтеграцию, то есть врастание костной ткани в имплантат», — пояснил старший научный сотрудник передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» Илья Керестень.
Наиболее часто применяемые сегодня материалы для протезирования и имплантации — титановые сплавы. Однако использование титановых эндопротезов приводит к образованию отверстий для винтов, что увеличивает напряжение и риск повреждения костей. К тому же стандартные имплантаты не учитывают индивидуальных особенностей каждого пациента. Основываясь на полученных результатах, учёные планируют разработать новый полимер, который заменит титановые сплавы, и приступить к его лабораторным испытаниям на животных.