Ростовские ученые предложили основу для имплантатов, превращающихся в кость

В журнале Journal of Physics and Chemistry of Solids опубликовано исследование ученых Южного федерального университета (ЮФУ), которые разработали основу для "умных" имплантатов, способных стать полноценной костной тканью.

Этот научный прорыв открывает новые перспективы в области протезирования костей и зубов.

Согласно информации из ЮФУ, одной из основных проблем при использовании имплантатов является их приживаемость. Для решения этой проблемы ученые предлагают использовать брушит — фосфатный минерал, способный превращаться в гидроксиапатит, материал, из которого состоят кости и зубы. Такие "умные" имплантаты не только приживаются, но и способны стать частью организма.

Исследование, проведенное ЮФУ, открывает новые горизонты в медицине и биотехнологиях. Возможность создания имплантатов, которые могут превратиться в естественную костную ткань, представляет собой значительный шаг вперед в развитии методов протезирования и регенеративной медицины.

Способ управления преобразованием брушита в гидроксиапатит был обнаружен учеными вуза с использованием комбинации двух типов добавок. Это открытие открывает новые перспективы в области регенеративной медицины и тканевой инженерии.

Важным открытием стало установление взаимного усиливающего эффекта между карбонатом кальция и белками в процессе преобразования. Катализатор, образованный этими компонентами, способствует быстрому образованию прочных кристаллов гидроксиапатита из брушита.

Руководитель научной лаборатории МИИ ИМ ЮФУ, Елизавета Муханова, подчеркнула, что эффект Ребиндера играет ключевую роль в этом процессе. Он не только ускоряет заживление, но и позволяет контролировать форму и размер кристаллов, что существенно для качества и прочности новой кости.

Новые материалы для протезирования в ортопедии и стоматологии становятся все более перспективными. Согласно высказыванию Мухановой, использование более активных фосфатов в композитах позволяет получить гидроксиапатит после протезирования, что приносит значительные преимущества. Это открывает новые возможности для создания инновационных биоматериалов, способных адаптироваться к потребностям конкретного человека.

Гидроксиапатит уже нашел широкое применение в протезировании, однако существующие композиты с ним обладают определенными техническими недостатками. Новый подход, предложенный Мухановой, представляет собой инновационный способ использования фосфатов, которые превращаются в гидроксиапатит после вживления протеза.

Полученные в ходе исследования результаты открывают перспективы для разработки новых материалов в области ортопедии и стоматологии. Они могут послужить основой для создания "умных" биоматериалов, способных индивидуально адаптироваться к потребностям организма каждого пациента.

Исследование условий превращения брушита в гидроксиапатит в научной литературе не ново, однако наша работа выделяется использованием двух типов добавок и изучением синергетического эффекта их сочетания. Это позволило не только подтвердить данное явление, но и разъяснить механизм действия через эффект Ребиндера, как рассказала Муханова.

Одним из ключевых результатов исследования стало обнаружение того, что смесь с яичным альбумином в качестве белка проявила наибольшую активность в превращении в "костный" материал. Этот факт подтверждает, что такая смесь способствует более быстрому образованию гидроксиапатита. Когда данная "пломба" взаимодействует с жидкостью, имитирующей кровь или слюну, частицы брушита постепенно растворяются, уступая место новым, более прочным кристаллам гидроксиапатита.

Эти результаты открывают новые перспективы в области создания биомиметических материалов для медицинских целей, позволяя более эффективно восстанавливать костную ткань и улучшать процессы регенерации в организме.

Для изучения композитных образцов, полученных в виде паст, проводились исследования превращений их компонентов в трех различных средах: воде, физиологическом растворе и растворе, имитирующем внеклеточную жидкость по минеральному составу. Эксперименты включали рентгенофазовый анализ и сканирующую электронную микроскопию.

Одним из ключевых этапов работы ученых является тестирование полученных материалов с целью проведения количественной оценки их эффективности, безопасности и возможности применения в области персонализированной медицины. Важно учитывать все аспекты взаимодействия материалов с биологическим окружением и их потенциальные медицинские применения.

Исследования позволят лучше понять свойства и характеристики композитных образцов, а также определить их потенциал для создания инновационных решений в области медицины и биотехнологий.

Источник и фото - ria.ru