Как сообщили PAP в пресс-службе Гданьского политехнического университета, костные цементы представляют собой биоматериалы, которые действуют как самотвердеющие заменители кости. Они состоят из порошка и жидкости, которые при смешивании образуют пасту, которая, в свою очередь, затвердевает в результате специфической химической реакции при нанесении на тело.
В настоящее время в медицине применяют преимущественно полимерные цементы (на основе полиметилметакрилата) или керамические (на основе фосфатов кальция), оба из которых весьма несовершенны. Первые не являются биоактивными, т. е. не могут создать устойчивую биосвязь с костной тканью и не поддерживают регенерацию. Последние имеют плохие механические свойства и сложны в применении. Поэтому молодые ученые из Гданьского технологического университета начали работать над совершенно новыми, альтернативными материалами без вышеупомянутых ограничений.
«Мы уже можем предложить новые решения в области инъекционных биокомпозитных костных цементов, которые мы разработали на основе фосфата магния и обогащены различными гидрогелями, - сообщает руководитель исследований, доктор Марцин Веквейт с кафедры технологии биоматериалов факультета Машиностроение и судостроение, ГУТ. - Наши цементы отличаются улучшенными функциональными свойствами и пониженной хрупкостью, благодаря чему они обладают значительным потенциалом для реконструкции костей. При использовании в малоинвазивных хирургических процедурах они должны отвечать требованиям современной медицины.
Он добавляет, что проект находится на продвинутой стадии, и текущие работы касаются дальнейшей оптимизации биофункциональности создаваемых цементов. Ученые хотят получить более биомиметический материал, то есть лучше имитирующий реальную ткань, с повышенной механической прочностью, псевдопластичностью и физико-химическими свойствами, адаптированными для конкретного медицинского применения.
«Мы поставили перед собой задачу разработать цемент двойного схватывания, который создается в результате двух +контролируемых+ и одновременных реакций отверждения: керамической (гидратация) и полимерной (сшивка), так что скорость отверждения можно дополнительно регулировать. чтобы соответствовать конкретной хирургической процедуре, для еще более простого и безопасного применения материала, - объясняет доктор Веквейт. - Мы стремимся к тому, чтобы наши цементы были полностью биоразлагаемыми после имплантации и демонстрировали наиболее благоприятные биологические свойства.
«Это также означает, — добавляет ученый, — что материал, выделяя биоактивные ионы, должен поддерживать пролиферацию костных клеток и способствовать созданию стабильной связи с телом человека, способствуя эффективной регенерации костей».
Цементы, подготовленные командой GUT, предназначены для медицинского применения. Их можно использовать при переломах, остеопорозе, таких заболеваниях, как периимплантит (т.е. воспалительная реакция окружающих тканей на имплантат), а также при дефектах кости после резекции опухоли.
Членами исследовательской группы, помимо ученых, работающих в Гданьском политехническом университете, являются студенты. Разработанные технологии они подали на патентную защиту. «Мы уже инициировали патентные процедуры по трем предлагаемым технологиям наших цементов, и результаты первых научных исследований уже опубликованы».
Публикация под названием «Костный цемент двойного схватывания на основе фосфата магния, модифицированный гликолеметакрилатом, разработанный для биомедицинских применений» был опубликован в журнале «ACS Applied Materials & Interfaces» (https://doi.org/10.1021/acsami.3c14491) и был создан в сотрудничестве с Институтом функциональных материалов в медицине и стоматологии Вюрцбургского университета. Посвящено использованию гидрогелевого компонента на основе поли(ГЭМА) в магниево-фосфатном цементе.
«Проект продолжается, и с каждым последующим этапом появляются все более многообещающие результаты. Благодаря этому мы уже готовим дальнейшие патентные заявки и научные публикации», — говорит доктор Веквейт. (ПАП)
Катажина Чехович
кап/зан/
