Имплантаты давно уже перестали быть для нас чем–то из области фантастики. Сам факт того, что какую–то «деталь» человеческого организма можно заменить на искусственную, не вызывает удивления. Тем не менее в этой сложнейшей сфере все еще существуют проблемы, над решением которых работают ученые всего мира, в том числе и белорусские. Например, как избежать отторжения, сделать так, чтобы организм успешно «сжился» с внедренным элементом, особенно если тот содержит металл? Похоже, у нас нашли собственное решение.
Титан — не панацея
Медицина сегодня не обходится без имплантатов. В кардиохирургии — это искусственный клапан сердца, где есть металлические элементы, в нейрохирургии — различные титановые сетки, предназначенные для пластики дефекта черепной коробки. Но, конечно, самая широкая область применения — травматология и ортопедия, использующая сложные металлические протезы: тазобедренные, коленные, локтевые, плечевые искусственные суставы. Кроме того, именно здесь наиболее часто используются «временные элементы» — пластины для фиксации костных отломков при сложных переломах, а также позвонков при различных патологиях позвоночника.
«На сегодняшний день самым прочным и наиболее биологически совместимым металлом в медицине признан титан, он лежит в основе большинства металлических имплантатов, но все же это чужеродный элемент для организма. И так называемая диффузия его ионов в организм способна приводить к аллергическим реакциям, воспалительным процессам, — вводит в курс дела Владимир Казбанов, председатель Совета молодых ученых НАН Беларуси, сотрудник Института физиологии. — В результате имплантат отторгается. Процент таких осложнений высок. Одно дело — если воспалительная реакция слабовыраженная и локальная, тогда ситуацию можно исправить. Но если это более обширный процесс, дело порой доходит и до септических осложнений, и до повторных операций».
Неудивительно, что сейчас все в поиске новых, биологически совместимых материалов. В частности, работа ведется над особыми покрытиями, которые наносятся на металлические детали. Коллектив ученых Академии наук предлагает имплантаты с алмазоподобными покрытиями и уже представил свою новинку на недавнем Молодежном инновационном форуме. Почему именно такой вариант? «Потому что алмазоподобные покрытия представляют собой чистый углерод, а ведь и наш организм в основном состоит из воды и углерода. Поэтому такой материал видится наиболее биологически безопасным, — объясняет Владимир Казбанов. — Он обладает химической инертностью, то есть не вступает ни в какие реакции, а это и есть наша цель. Кроме того, по прочности материал приближается к алмазу, а это важно для соприкасающихся подвижных элементов протезов». В итоге срок службы искусственных суставов будет не 5 — 10 лет, как теперь, а значительно больше. Это существенно, ведь операция по замене весьма травматична, а пациенты в течение жизни проходят через нее и 2, и 3 раза.
Из теории в практику
Уникальная технология нанесения алмазоподобного покрытия отработана в научном инженерном центре «Плазмотег» Физико–технического института НАН Беларуси — для этого создан не имеющий аналогов в мире аппарат: плазменный импульсный ускоритель, позволяющий получать алмазные пленки, в том числе и с добавками различных металлов. Белорусскими учеными применено и еще одно ноу–хау: в покрытие для имплантатов сделали добавку наночастиц серебра. «В рамках доклинических исследований на базе Института физиологии НАН Беларуси мы провели эксперименты по оценке реакции организма на соприкосновение с подобным материалом. И оказалось, что у алмазоподобных покрытий проявляются антибактериальные свойства, препятствующие возникновению воспалительных процессов, и даже незначительные противоопухолевые эффекты, которые усиливаются при добавлении частиц серебра, — рассказывает Владимир Казбанов. — Практика показала: такие имплантаты хорошо приживаются, нетоксичны, не оказывают негативного влияния на организм и при этом очень прочны, износостойки».
Ученые уверены, что переход их идеи из теории в широкую практику и снизит процент осложнений, и улучшит качество жизни пациентов. Более того, вполне возможно, очень заинтересует она стоматологов, ведь и они сейчас активно используют имплантаты, которые внедряются в костную ткань.
