Биоинженеры МИСИС подобрали перспективные составы для 3D-печати ортопедических имплантатов

Ученые МИСИС исследовали, как ведут себя костные имплантаты из биоразлагаемых композиционных материалов после установки пациенту. В качестве образцов были взяты 3D-печатные материалы на основе полилактида с различными наполнителями.

Как отметила одна из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС Анна Черемных, костные имплантаты со временем растворяются в организме, но как именно растворение влияет на свойства полимерных имплантатов — прочность, структуру, способность взаимодействовать с клетками костной ткани, — до сих пор было недостаточно изучено.

- При разработке биоразлагаемых имплантатов важно понимать, как именно материал будет менять свои свойства с течением времени, - сказала Анна Черемных. - Мы сравнили два типа наполнителей для полилактида и показали, что гидроксиапатит обеспечивает лучшее сочетание механической стабильности и биологической активности, тогда как диоксид кремния, напротив, приводит к охрупчиванию и более быстрой потере прочности. Эти результаты помогут разработчикам осознанно выбирать состав в зависимости от требуемых характеристик будущего изделия.

Наиболее перспективными среди изученных составов оказались композиции с гидроксиапатитом, особенно в концентрации 10–15 масс. %. Они продемонстрировали оптимальное сочетание механических характеристик, были безопасны для клеток и наиболее эффективно стимулировали их адгезию.

По словам директора Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС, доктора физико-математических наук Фёдора Сенатова, клетки активнее цеплялись за поверхность образцов, уже прошедших стадию биодеградации, чем за только что напечатанные, особенно если в составе был гидроксиапатит - тот же минерал, из которого состоит костная ткань.

- Это говорит о том, что в процессе растворения поверхность имплантата становится более благоприятной для прикрепления клеток, которые участвуют в восстановлении кости, - уточнил Фёдор Сенатов.

Мона Платонова.

Фото сгенерировано ИИ