Материаловеды НИТУ «МИСиС» и Университета Западной Австралии представили инновационный биорезорбируемый сплав на основе магния, галлия и цинка. Материал может применяться для изготовления временных имплантатов при лечении переломов и восстановлении хирургически удалённых участков кости, а также в терапии остеопороза, множественной миеломы, болезни Педжета. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Journal of Magnesium and Alloys.
В современной костной имплантологии и сердечно-сосудистой хирургии все чаще используются биоразлагаемые имплантаты, которые постепенно растворяются и замещаются тканями организма. Такой подход помогает минимизировать вызванное имплантатом воспаление окружающей ткани и устраняет необходимость в операции по удалению имплантата. Преимущества использования таких имплантатов особенно заметны в детской ортопедии, так как в растущем организме постоянные имплантаты могут ограничивать развитие костей.
Особый интерес ученых в качестве биоразлагаемых материалов для изготовления имплантатов вызывают магниевые сплавы из-за их высокой биосовместимости, достаточно высокой механической прочности и приемлемой скорости биодеградации. Кроме этого, плотность и упругость магниевых сплавов близки по характеристикам к кортикальной кости человека.
Международный научный коллектив материаловедов из России и Австралии представил инновационный биоразлагаемый сплав на основе магния, галлия и цинка, который может применяться для остеосинтеза в случаях, когда дополнительно требуется терапия заболеваний, связанных с разрушением и снижением прочности кости. Имплантат из него может стать безопасным для пациента временным «каркасом» для замещения поврежденной кости, и по мере нарастания костной ткани, которое стимулирует сам материал имплантата, «раствориться» организмом.
«Галлий был выбран нами в качестве легирующего элемента сплава благодаря его уникальным свойствам, — рассказал один из соавторов работы, заведующий лабораторией „Гибридные наноструктурные материалы“ НИТУ „МИСиС“ Александр Комиссаров. — Галлий известен как „ингибитор“ резорбции костной ткани, он эффективен при лечении нарушений, связанных с ускоренной потерей костной массы, включая остеопороз, гиперкальциемию, болезнь Педжета, и множественную миелому. Кроме того, галлий участвует в биохимических процессах регенерации, увеличивая толщину, прочность и минеральное содержание кости. И наконец, он обладает антибактериальным действием, что особенно важно в имплантологии».
По словам разработчиков, ценным свойством разработанного сплава является также достаточно низкая скорость биокоррозии. Это значит, что имплантат из такого сплава не подвергается слишком быстрому разложению в агрессивной с точки зрения воздействия на металлы среде человеческого организма и сохранит свои поддерживающие функции на протяжении всего процесса заживления.
«Нам удалось экспериментально установить, что сплав Mg-4%Ga-4%Zn, после деформационной обработки с помощью равноканального углового прессования, обладает уникальным профилем характеристик для применения в костных имплантатах за счет оптимального сочетания механических свойств и скорости коррозии», — добавил Александр Комиссаров.
В настоящее время коллектив завершает цикл лабораторных экспериментов и готовится к доклиническому этапу исследований.
