Ученые изобрели растворимые крепления для сломанных костей

Швейцарские ученые разработали и успешно испытали на животных новый материал, который может существенно облегчить лечение сложных переломов. Исследователи предлагают использовать для изготовления спиц, шурупов и других видов креплений для костей прозрачный сплав магния, цинка и кальция.

Новый материал достаточно прочен и гибок для того, чтобы выдержать нагрузку на кость. При этом он способен медленно растворяться в организме пациента без каких-либо токсических эффектов.

В настоящее время при лечении переломов используются импланты из нержавеющей стали и титана. Такие крепления со временем изнашиваются и деформируются, в результате чего достаточно часто возникает необходимость в повторных хирургических вмешательствах. Перспективной альтернативой стальным и титановым креплениям являются крепления из биорастворимых материалов, в частности – из сплавов магния.  

Незначительные количества магния, цинка и других металлов, поступающие в организм при медленном растворении такого материала, не представляют опасности для организма и быстро выводятся из него. Однако обычно этот процесс сопровождается химической реакцией с выделением свободного водорода, который может повредить живые ткани.

Группе ученых из швейцарского Государственного технологического института Цюриха под руководством Йорга Лоффлера (Jörg Löffler) удалось преодолеть это препятствие с помощью особой техники быстрого охлаждения сплава, включающего 60 процентов магния, 35 процентов цинка и 5 процентов кальция. В результате структура кристаллической решетки сплава менялась,  и выделения свободного водорода при его растворении жидких средах организма не происходило.

Исследователям также удалось показать, что скорость растворения полученного ими материала можно регулировать, меняя содержание в нем цинка. Это дает дополнительную возможность для регулирования продолжительности срока, в течении которого крепления разного назначения будут выполнять свою функцию. Биосовместимость и безопасность нового материала подтверждена опытами на животных. Однако, по признанию ученых, для того чтобы обосновать целесообразность его использования в медицине, потребуются дополнительные лабораторные эксперименты.

Работа исследователей опубликована в Nature Materials.