4月13日。俄罗斯研究人员创建了一种新型的颅骨聚合物植入物,该植入物比以前的原型要好4-6倍。科学家们由于盐以及刺激骨骼组织和血管生长的蛋白质而实现了这一目标。这是由NUST“MISiS”的新闻服务部门引用科学杂志PolymerTesting上的一篇文章报道的。
“通常,通过引入重组蛋白,可以提高植入物的存活率,这表示骨组织的百分比增加了4-6倍。这将使患者在手术后恢复得更快。此外,缺损部位的新骨组织可以承受相同的费用。机械负载,与操作前一样,”报告说。
NUSTMISiS的专家以及莫斯科国立大学,加马里国家流行病学和微生物学国家研究中心以及全俄农业生物技术研究所的同事,通过对基于聚醚醚酮(PEEK)的聚合物植入物进行实验,取得了相似的结果。
正如科学家所解释的那样,由于其高强度,柔韧性,耐腐蚀性和许多其他特性,这种物质已在脊柱植入物的制造中长期广泛使用。
但是,这种聚合物有一个很大的缺点-它在生物学上是惰性的。结果,当将结构植入人体的各个部分时,骨骼不会随之生长。特别是,这不允许使用这种材料制成的板代替颅骨碎片,因为在这种情况下,天然骨组织与其人工替代物之间的“接缝”强度非常重要。
完成骨置换
正如文章的作者所指出的,科学家们长期以来一直试图解决这一问题。他们希望使PEEK设计像头骨和其他哺乳动物的真实人类骨骼一样多孔。但是,使用现有的方法在此类聚合物植入物内部形成孔洞,科学家无法做到这一点。
俄罗斯研究人员解决了这个问题,同时发现了一种可以大大提高植入物生存质量的方法。为此,他们需要普通的食盐。科学家将其用作人造骨“印刷”期间空隙的临时填充物,人造骨是PEEK和羟磷灰石(骨骼组织的矿物基)的混合物。
“首先,我们使用行星式粉碎机将羟基磷灰石粉末破碎成较小的颗粒。然后将其与PEEK混合,并加入盐和球形颗粒。重要的是要了解并不是所有的盐都适用于此,因为其晶体可以是立方的,而且这与骨骼的自然孔隙度不符。“该作品的作者之一,NUST的学生”MISIS“AlexanderChubrik解释说。
使用这种方法,科学家已经实现了植入物的孔体积和聚合物基料的理想比例,并且还意外地发现了这一点。通过分析新植入物的化学性质,文章的作者发现他们创造的材料与两个最重要的蛋白质生长信号BMP-2和促红细胞生成素之间异常强烈地相互作用。
第一种物质刺激骨骼生长,第二种物质负责新血管的形成。如小鼠实验所示,涂覆有这些生长信号的多孔PEEK植入物比其现有的纯聚合物类似物更快,更牢固地连接至骨组织。
正如NUST“MISiS”的新闻服务所述,科学家计划继续致力于改进聚合物植入物材料,包括使用可生物吸收的材料,即随着时间的推移会溶解的化合物。