Hallo allerseits! Wir haben Neuigkeiten - Russische Wissenschaftler haben Spongiosa-Knochenimplantate auf der Basis von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE *) erfolgreich getestet: 100% der implantierten Proben haben erfolgreich Wurzeln geschlagen. Forscher von NUST „MISiS“ haben mit Hilfe von Kollegen des nach Blokhin und der State Plant of Medical Preparations benannten russischen Krebszentrums gelernt, hochpräzise Imitationen der Knochengewebestruktur zu erstellen, die es ermöglichten, einen vollständigen Ersatz des Knochendefekts sicherzustellen, Knochenregenerationsprozesse einzuleiten und die Funktionalität der Gliedmaßen zu erhalten. Ein Artikel mit den Ergebnissen der Studie wurde in der Zeitschrift Materials Science and Engineering veröffentlicht. Hier können Sie sich damit vertraut machen.
Nein, das ist kein Weiler. Dies ist der Projektmanager, Ph.D. Fedor Senates."Im Rahmen neuer Experimente konnte die Forschungsgruppe die strukturellen und mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Proben sowohl in vitro als auch in vivo untersuchen", kommentierte die Arbeit der Wissenschaftlerin,
Rektorin von NUST "MISiS" Alevtina Chernikova . - Dank der engen Zusammenarbeit unserer Universität, des führenden onkologischen Zentrums Russlands und der staatlichen Heilpflanze, wurde die bahnbrechende Grundlagenforschung von Wissenschaftlern von NUST „MISiS“ in die Praxis umgesetzt. Insbesondere die Ergebnisse von In-vivo-Experimenten ermöglichten es, den Porositätsgrad der inneren Schicht und die Porengrößen zu bestimmen, bei denen eine starke Fixierung im Knochendefekt auftritt, indem das Bindegewebe in das Implantat hineinwächst. "
Ein teilweiser Ersatz von Knochen, die aufgrund von Krebs, Verletzungen oder Operationen zerstört wurden, bleibt ein wichtiges medizinisches Problem. Allein in Russland werden jährlich mehr als 70.000 Operationen durchgeführt, um die Integrität des beschädigten Knochengewebes wiederherzustellen. In der Welt solcher Operationen werden Hunderttausende durchgeführt.
Knochengewebe hat eine natürliche Fähigkeit zur Regeneration, aber bei großen Defekten reicht es möglicherweise nicht aus, den Knochen vollständig wiederherzustellen. Daher werden heute verschiedene Arten von Implantaten verwendet, um beschädigtes Knochengewebe zu reparieren. Die zur Herstellung von Knochenimplantaten verwendeten Materialien müssen eine Reihe spezifischer Eigenschaften aufweisen: biokompatibel mit dem menschlichen oder tierischen Körper sein, hohe mechanische Eigenschaften aufweisen, einen vollständigen Ersatz des Knochendefekts sicherstellen und Regenerationsprozesse des Knochengewebes einleiten.
Das Erscheinungsbild von Implantaten aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht: vollständig porös und hybrid (äußere kontinuierliche Schicht, innen - porös).Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ist für die beschriebenen Kriterien gut geeignet. Wenn wir zum Beispiel über mechanische Eigenschaften sprechen, sind UHMWPE-Produkte in Bezug auf Festigkeit / Eigengewicht Stahl überlegen. Daher war es möglicherweise sehr gut für die Herstellung poröser Implantate geeignet, deren Struktur poröses schwammiges Knochengewebe am genauesten imitieren würde. Das extrem hohe Molekulargewicht des Polymers erlaubt jedoch nicht die Verwendung herkömmlicher Verfahren zur Erzeugung einer porösen Struktur (normalerweise werden sie durch Schäumen erzeugt).
Schematische Darstellung eines Knochens, in den ein zweischichtiges UHMWPE-Implantat eingesetzt wird (sein Foto ist natürlich), bei dem die äußere Schicht durchgehend und die innere porös ist. Dargestellt sind die Mikrostruktur der porösen Schicht (Rasterelektronenmikroskopie) und die spongiöse Knochenmikrostruktur (Rasterelektronenmikroskopie des Hundeknochens). Es ist ersichtlich, dass die Struktur identisch ist.Das Problem wurde durch Anwenden von Methoden des Festphasenmischens, thermischen Pressens und Waschens in unterkritischem Wasser gelöst. Auf diese listige Weise löste ein Team russischer Wissenschaftler zum ersten Mal weltweit das Problem der Simulation der komplexen Struktur von schwammigem Knochengewebe, indem es mehrschichtige UHMWPE-Gerüste ** mit einer durchgehenden äußeren und porösen inneren Schicht herstellte.
„Unser Gerüst besteht aus zwei Schichten, die fest miteinander verbunden sind“, sagt der
Arbeitsleiter, Forscher am Forschungszentrum für Verbundwerkstoffe von NUST „MISiS“, Ph.D. Fedor Senates . - Die erste Schicht ist durchgehend und simuliert einen kortikalen Knochen, um mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Die innere Schicht hat Poren einer bestimmten Größe, so dass sie von den Zellen des Empfängers besiedelt werden kann, um die Fusion mit den umgebenden Geweben zu beschleunigen und eine feste Fixierung des Implantats in der Defektzone sicherzustellen. "
Fedor Senatov mit seinem TeamDen Experimentatoren zufolge eröffnen die aufgeführten Merkmale der auf UHMWPE basierenden Gerüste große Perspektiven für die Herstellung von Bioimplantaten in der rekonstruktiven Medizin, die Wissenschaftler in einer neuen Reihe von Experimenten bewiesen haben.
* Mehrschichtige poröse UHMWPE-Gerüste zum Ersatz von Knochendefekten
** Gerüst * (Gerüst) - ein Begriff aus dem Tissue Engineering (Gerüsttechnologie wird zur Regeneration von Knochengewebe verwendet).