Индустриалка - новости Запорожья

Здоровье, Мир
Сломанные кости будут скреплять шелковыми винтами
Поделиться

Команда специалистов из Tufts University School of Engineering и Beth Israel Deaconess Medical Center (США) предложила более естественную и безопасную альтернативу металлическим спицам, штифтам, скобам, винтам и пластинам, с помощью которых фиксируются костные отломки при черепно-лицевых переломах. Они изготовили подобные хирургические приспособления из шелкового фиброина — белка, выделяемого тутовым шелкопрядом. Работа опубликована в журнале Nature Communications

Сломанные кости будут скреплять шелковыми винтами

Металлоостеосинтез, без которого не обойтись при переломах костей свода черепа, сопровождается рядом негативных эффектов. Так, применяемые для фиксации костных отломков металлические винты и пластины из-за своей жесткости и твердости могут травмировать ткани. Кроме того, использование металлических имплантатов повышает риск инфицирования, а в некоторых случаях требует повторного оперативного вмешательства для их удаления. Применение рассасывающихся приспособлений, изготовленных из синтетических полимеров, частично решает проблему, но имеет свои недостатки – их труднее, чем металлические, устанавливать, кроме того, с ними связан повышенный риск воспалительных реакций.
Группа под руководством специалистов по реконструктивной хирургии Сэмюэла Лина (Samuel Lin) и биомедицинской инженерии Дэвида Каплана (David Kaplan) разработала фиксирующие хирургические приспособления, которые не только легко имплантируются, улучшают ремоделирование костной ткани после травмы и обладают высоким уровнем биосовместимости, но и со временем полностью рассасываются в организме.
Для их изготовления ученые использовали фибриллярный белок, выделяемый шелковичным червем Bombyx mori. Сделанные на основе шелкового фиброина изделия, благодаря его сложной структуре, обладают высокой прочностью и гибкостью. В отличие от металлических, на их механическую целостность и функциональность не влияет контакт с жидкостями и окружающими тканями, что избавляет пациентов от связанных с этим осложнений. Среди других преимуществ шелкового белка – близость его структуры к структуре кости, сохранение структурной стабильности при высокой температуре и в других экстремальных условиях, что позволяет стерилизовать изготовленные из него предметы.
Как подчеркнул Каплан, пожалуй, самым основным достоинством шелка является его способность стабилизировать и доставлять биоактивные компоненты, поэтому с помощью шелковых винтов и пластин, когда такие хирургические приспособления войдут в клиническую практику, можно будет вносить в травмированные ткани антибиотики и другие фармацевтические препараты, предназначенные для улучшения восстановления кости и более быстрого заживления. Кроме того, поскольку материал, из которого сделаны винты, по своей природе проницаем для рентгеновских лучей, это обстоятельство может облегчить отслеживание процесса заживления в послеоперационный период.
В ходе тестирования 28 шелковых винтов были имплантированы в бедренные кости шести лабораторных крыс. Установка устройств оказалась очень простой, они оставались хорошо зафиксированными в кости на протяжении контрольного срока в два месяца и продемонстрировали высокий уровень биосовместимости и обеспечили ремоделирование костной ткани.
Авторы планируют продолжить изучение потенциала шелковых хирургических приспособлений на более крупных лабораторных животных, а затем перейти к стадии клинических испытаний. Они полагают, что подобные устройства можно будет применять не только в черепно-лицевой хирургии, но и при других костных переломах.


Комментарии читателей