Версия для слабовидящих:
Размер шрифта:
a
a
a

Персонализированный подход к реконструкции костных дефектов

Публикация в издании "Наука и технологии Сибири", №4 (2022 г.) - о разработках ученых НИИ онкологии Томского НИМЦ.

Авторы:
  • Буяков Алесь Сергеевич, младший научный сотрудник лаборатории нанобиоинженерии, к.ф.-м.н.
  • Кульбакин Денис Евгеньевич, старший научный сотрудник, кандидат медицинских наук, врач высшей категории отделения опухолей головы и шеи НИИ онкологии Томского НИМЦ.

Доступный, безопасный и эффективный метод реконструкции костных структур для широкого контингента нуждающихся лиц.

Реализуемый коллективом ученых Института физики прочности и материаловедения СО РАН и НИИ онкологии Томского НИМЦ комплекс исследований направлен на разработку остеозамещающего керамического материала, обладающего структурой и свойствами, идентичными неорганическому костному матриксу, и персонализированного подхода к реконструкции костных дефектов имплантатами, изготовленными из этого материала.

В результате исследований был получен материал на основе оксидных керамик, способный проявлять остеоиндуктивные свойства в условиях определенного структурно-фазового состояния. Основанный на современных принципах структурного дизайна и прототипирования, разработанный коллективом подход позволяет воспроизводить из керамического материала поврежденные или утерянные вследствие травм и болезней участки костной ткани.

Проводимые в настоящее время биологические и клинические исследования показали не только превосходную совместимость материала для эндопротезирования с организмом и отсутствие проявления каких-либо нежелательных эффектов, способных привести к необходимости дополнительного хирургического вмешательства, но и высокий эстетический уровень реконструкции.

Преимущества и уникальность

Новизна разработки заключается в применении современных подходов к структурному дизайну и прецизионному формованию остеозамещающих протезов из биоактивного керамического материала. Применение оксидных керамик в качестве материала для остеопротезирования полностью исключает риск формирования чужеродным телом канцерогенеза и металлоза.

Управляемый объем и структура порового пространства керамического остеоимплантата позволяют создавать как плотные эндопротезы, обладающие высокими прочностными характеристиками, так и пористые керамические матриксы, применяемые в качестве носителя клеток, стимулирующих остеогенез и пролиферацию костной ткани в объем имплантата. Немаловажной характеристикой является эстетическая сторона реконструктивно-пластического лечения. Восстановление изначальной геометрии замещаемого участка костной ткани является не только физиологической с точки зрения напряженно-деформированного состояния скелета, но и позволяет достигать максимального эстетического и функционального результата, что способствует ранней социально-психологической реабилитации пациентов, перенесших реконструктивно-восстановительное лечение.

Разработанный способ получения индивидуальных биокерамических имплантатов основывается на технологии 3D-печати с учетом данных спиральной компьютерной томографии пациента. Таким образом имплантаты всегда изготавливаются индивидуально для конкретного пациента с учетом всех анатомических особенностей восстанавливаемого участка костной ткани. На всех этапах планирования и изготовления биокерамических имплантатов выполнялось согласование дизайна и прочностных параметров будущего имплантата, что позволяло избежать всех возможных ошибок в проектировании и изготовить изделие, максимально точно соответствующее конкретной реконструктивной задаче. Созданные имплантаты максимально точно повторяли размеры и дизайн реконструируемых участков челюстно-лицевой области и могли быть стерилизованы всеми известными сегодня способами, применяемыми к остеоимплантатам, без нарушения структурно-функциональных свойств.

Ряд технических, технологических и реконструктивно-пластических решений лежат в основе патентов Российской Федерации, защищающих подходы к формированию керамического матрикса с развитой полимодальной поровой структурой и способе реконструктивно-восстановительного лечения пациентов с применением персонализированных керамических остеоимпланттатов.

Предполагаемый интерес для внедрения

Несмотря на стремительное развитие научной и клинической медицины, число злокачественных новообразований, травм и заболеваний иного генеза, лечение которых сопряжено с необходимостью замещения поврежденной или утраченной костной ткани, ежегодно растет.

Целью реализуемого исследования является обеспечение демократизации персонализированной медицинской помощи по реконструкции дефектов костной ткани за счет внедрения быстрой и доступной технологии, отвечающей принципам органосохранения и одномоментности хирургической операции.

В настоящее время разрабатываемый научный подход к созданию персонализированных остеоимплантатов из пористой оксидной керамики успешно проходит апробацию в клинической практике отделения опухолей головы и шеи онкологического института, однако очевидными путями дальнейшего развития являются внедрение технологии в клинические научно-исследовательские центры онкологии, ортопедии, травматологии и реконструктивно-пластической хирургии.