Из нанотрубок и коллагена создали искусственные связки

Ученые создали новый тип искусственных связок суставов, представляющий собой бесшовную трубку из полиэтилентерефталата, покрытую каркасом из углеродных нанотрубок и коллагена. Опыты показали, что при его применении время реабилитации пациента уменьшилось на семь недель, а вероятность повторной операции снизилась в 2,5 раза по сравнению с традиционными имплантатами. Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.

Растяжение или разрыв связок — частая и неприятная травма, которая может привести к хирургическому вмешательству или инвалидности. Наиболее распространенное повреждение такого типа — разрыв передней крестообразной связки коленного сустава, для ее лечения необходимо имплантировать донорские или синтетические связки. Однако в первом случае есть вероятность отторжения чужой ткани, а во втором — искусственные материалы могут плохо приживаться.

Решение этой проблемы при поддержке Российского научного фонда удалось найти ученым из НИУ «МИЭТ», Сеченовского университета, РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, МОНИКИ и СГУ. Разработанный ими имплантат представляет собой волокна из термопластика полиэтилентерефталата (ПЭТ) с покрытием на основе каркаса из одностенных углеродных нанотрубок, сформированного инфракрасным излучением в матрице из коллагена. ПЭТ редко вызывает воспаление, однако обладает низкими биологическими свойствами. Чтобы исправить это, ученые искали материал с улучшенной биосовместимостью, который сможет усилить механические свойства соединения между имплантатом и костью. Решением стало комбинирование углеродных нанотрубок с коллагеном. Каркас из нанотрубок в коллагене обеспечил имплантат уникальной структурой за счет сильной связи между атомами углерода, а также улучшил восстановление и прорастание костной ткани.

«Преимущество нашей разработки заключается в том, что методика имплантации связки не изменилась, что очень важно для выведения продукта на рынок. Стоимость имплантатов с нанопокрытием будет в два-три раза меньше средней стоимости зарубежных аналогов связок без покрытия. Мы используем доступные отечественные материалы и оборудование с большим ресурсом: можно изготовить еще порядка миллиона единиц искусственных связок», — рассказывает руководитель исследовательского проекта, заведующий лабораторией биомедицинских нанотехнологий НИУ «МИЭТ» и Сеченовского университета Александр Герасименко.

Новую технологию уже протестировали на кроликах. Шестимесячные испытания показали отличную приживаемость имплантата. Бедренная кость ровно и быстро зарастала и фиксировала имплантат связки, о чем свидетельствовали снимки с томографа. Гистологические исследования, проведенные спустя три и шесть месяцев после имплантации, показали отсутствие воспалительных процессов и образование новой костной ткани. Также ученые выяснили, что в ходе биоразложения в структуре имплантата появляются поры диаметром от 0,5 до 6 мкм. Со временем количество пор и их размер увеличились до 20 мкм. Через них кровеносные сосуды и нервные окончания прорастают внутрь имплантата, что ускоряет восстановление пациента. ПЭТ-волокна с нанотрубками и коллагеном продемонстрировали также отличную гемосовместимость, что позволит использовать новую технологию для создания сердечно-сосудистых имплантатов, постоянно контактирующих с кровью.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.