Альтернатива металлическим спицам и штифтам

Хирурги под руководством специалистов по реконструктивной хирургии Сэмюэла Лина (Samuel Lin) и биомедицинской инженерии Дэвида Каплана (David Kaplan) разработали 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 человека.

Специалисты 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. Медики изготовили хирургические приспособления из шелкового фиброина — белка, который выделяет тутовый шелкопряд.

Металлоостеосинтез, без которого не обойтись при переломах, сопровождается рядом негативных эффектов. Применяемые для фиксации костных отломков винты и пластины, изготовленные из металла,  могут травмировать ткани из-за своей жесткости и твердости. Использование металлических имплантатов повышает риск инфицирования, а в некоторых случаях требует повторного оперативного вмешательства для их удаления.

Хирурги под руководством специалистов по реконструктивной хирургии Сэмюэла Лина (Samuel Lin) и биомедицинской инженерии Дэвида Каплана (David Kaplan) разработали 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 человека.

При изготовлении ученые применили фибриллярный белок, который выделяет шелковичный червь Bombyx mori. Сделанные на основе шелкового фиброина изделия, благодаря его сложной структуре, обладают высокой прочностью и гибкостью. В отличие от металла, на их механическую целостность и функциональность не влияет контакт с жидкостями и окружающими тканями, что избавляет пациентов от 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.

Во время 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. 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.

Medportal.ru