Новосибирские ученые разработали уникальный материал для протезирования костей

Биоинженеры НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина Минздрава России изобрели сверхлегкий карбидный композит, обладающий сквозной пористостью.

Разработки биоинертного материала со сквозной пористостью для протезов ведутся во всём мире. Пористость необходима для того, чтобы со временем костная ткань могла прорасти протез насквозь и не начать его «выталкивать». При отсутствии такого свойства у импланта в месте контакта с ним кость уплотняется, испытывает давление и со временем может разрушаться.

Велись разработки пористых сверхпрочных материалов на основе диоксида циркония, оксида алюминия, тантала, нитинола, кобальтхрома и титана. Для этих целей идеально подошел последний, так как другие давали усадку от 20% до 40% либо не имели сквозной пористости.

Ученые центра Мешалкина изобрели сверхлегкий композит, в составе которого карбид бора. Это одно из самых химически инертных, химически стойких и прочных соединений. Он не растворяется кислотами, не коррозируется и в целом «равнодушен» к биологическому и механическому воздействию. Кроме того, он не дает помех при проведении МРТ.

О подробностях разработки рассказал автор изобретения, заведующий лабораторией биопротезирования Центра Мешалкина, кандидат технических наук Владимир Хахалкин:

«В научной периодике только вскользь упоминается, что карбид бора мог бы стать основой для импланта, но ни одного реального эксперимента в мире не состоялось, потому что это один из самых твердых керамических материалов. Его называют “черный алмаз”. Сделать из него стандартными методами какую-то сложную форму путем механической обработки или методами горячего прессования, да еще и с пористой структурой невозможно.

Мы добились сквозной пористости не за счет порообразующих добавок, а естественным путем: на одной из стадий изготовления происходит очень медленное удаление связующего органического вещества, которое предварительно вводится в качестве клея для придания целевой формы импланту. Остаются сквозные “маршруты выхода”, которыми после имплантации смогут воспользоваться и клетки организма для миграции внутрь изделия.

Кроме того, наш материал, как губка, впитывает различные виды жидкости, что открывает возможности в будущем пропитывать пористый имплант не только питательной средой для активного роста клеток, но и лекарственными растворами».

Учёные представили новый материал на Ярмарке продуктовых разработок в сфере медицины и здравоохранения в Москве. В дальнейшем возможно изготовление из него протезов на территории России.