Исследователи UCF создают биоабсорбируемые имплантаты для лучшего заживления костей

Jul 12, 2023

Когда дети ломают кость, традиционный процесс установки металлических имплантатов только для их удаления после заживления кости может оказаться трудным, стрессовым и даже вредным для их еще растущего тела. Биомедицинский инженер UCF Мехди Разави считает, что есть лучший способ залечить повреждения костей.

Используя биорассасывающиеся магниевые композиты, команда Разави разрабатывает винты, штифты, стержни и другие медицинские имплантаты, которые растворяются в организме, устраняя необходимость их удаления.

«Традиционные титановые костные имплантаты работают хорошо и существуют уже давно, но для их удаления требуется повторная процедура, что может вызвать психологические проблемы», - говорит он. По его словам, установка прочных имплантатов, таких как титан, также может тормозить рост костей, поскольку во время восстановления вес тела переносится на металл, а не на кость.

«Однако магний имеет механические свойства, очень похожие на кости, уже присутствует в организме и способствует формированию костей, что делает его идеальным вариантом», — говорит он.

Зак Стинсон из Nemours Children's Health, детский хирург-ортопед и спортивная медицина, принимавший участие в исследовании, говорит, что он согласен. Он говорит, что биоразлагаемые имплантаты могут избавить семьи от существенного стресса и финансового бремени, отмечая, что каждый третий ребенок в какой-то момент детства ломает кость.

«Каждый раз, когда мне приходится лечить сломанную кость ребенка, почти всегда автоматический вопрос со стороны родителей звучит так: «Останется ли это навсегда?» Психологически это очень важно», — говорит он. «Если у вас есть имплантируемый металл, который естественным образом абсорбируется и его не нужно удалять во время второй операции, это дает огромные преимущества с точки зрения устранения стресса, связанного с дополнительными операциями для пациентов, и сокращения расходов на здравоохранение».

Разави говорит, что его магниевый композит также наполнен наночастицами, которые впитываются в ткани по мере растворения имплантата. Наночастицы помогают регенерировать новую кость, ускоряя процесс заживления.

«То, что мы делаем, называется регенеративной медициной: мы создаем биоактивные материалы, способные восстанавливать ткани». он говорит. «Мои исследования всегда направлены на объединение достижений в области материаловедения и медицины. Эти исследования сосредоточены на костной ткани, утраченной из-за переломов костей, удаления опухолей и остеопороза».

По его словам, магний является идеальным материалом для здоровья и заживления костей. Он такой же прочный, как металл, но более гибкий, чем керамика, а поскольку это соединение уже содержится в организме, вероятность отторжения меньше. Поскольку магниевые пластины и винты растворяются в течение трех-шести месяцев после операции, организм пациента может безопасно фильтровать натуральный продукт из организма. Команда успешно применила имплантаты на моделях крыс – это первый шаг к одобрению устройств для испытаний на людях.

Студентка второго курса медицинского факультета UCF Элисон Грайз является частью команды Разави и считает свою работу важной возможностью вырасти и стать частью того, что может помогать пациентам на протяжении многих лет.

«Очень интересно работать над исследованиями, которые в конечном итоге могут улучшить методы лечения пациентов, особенно на ранних стадиях. Для меня также важен тот факт, что это помогает мне развивать хирургические, клинические и исследовательские навыки». " она сказала.

Команда также рассматривает возможность разработки магниевого композита для применения за пределами медицины и получила финансирование от Национального научного фонда США для улучшения свойств материала и создания возможных приложений для аэрокосмической, автомобильной и спортивной промышленности.