Металлический каркас улучшает процесс заживления костей

Американские и немецкие ученые разработали металлический каркас, который эффективно ускоряет процесс заживления костей. Они использовали данные компьютерной томографии для создания трехмерной модели поврежденной кости. С помощью 3D-принтера с технологией лазерного спекания ученые изготовили титановый каркас для удовлетворения конкретных потребностей пациента. Он имплантируется в поврежденную кость. Для стимулирования регенерации кости соты титанового каркаса заполняются собственной костной тканью пациента, факторами роста и материалом для замены костей. Результаты этой процедуры были многообещающими.

«Мы начали с использования компьютерного моделирования для механо-биологической оптимизации каркаса стандартного размера. Используя животную модель, мы смогли изучить фактическое влияние этого каркаса на регенерацию кости. Поскольку процесс регенерации кости у животных очень похож на тот, который обнаружен у людей, мы смогли сделать выводы о заживлении костей у людей», объяснили исследователи.

Оптимизированный каркас имеет сотообразную структуру с образованием каналов, которые помогают направлять сращивание кости. Изменив диаметр сот, исследователи создали структуры с изменяющейся жесткостью.

«Мы предположили, что рост костной ткани будет меняться в зависимости от жесткости имплантированного каркаса. Поэтому для изучения эффектов механической стимуляции в процессе регенерации кости мы использовали четыре группы испытаний, исследующих имплантаты различной жесткости. Спустя всего три месяца рентгенографические данные показали, что мягкие имплантаты дают более быстрый рост костей в ответ на повышенную механическую стимуляцию, чем более жесткие имплантаты. Биомеханические свойства имплантата влияли как на количество, так и на качество новообразованной кости, а также на тип образования костей», сообщили ученые.

Исследование было опубликовано в журнале «Science Translational Medicine».