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.
