हड्डी की संरचना की नकल करने वाले एक पॉलीमरिक कृत्रिम अंग को पहली बार सफलतापूर्वक प्रत्यारोपित किया गया था

लघु नवप्रवर्तन उद्यम बायोमिमेटिक्स के वैज्ञानिकों की टीम, जो NUST MISiS के विकास को लागू करती है, ने दुनिया में पहली बार एक अति उच्च आणविक भार ईथेथिलीन और टाइटेनियम मिश्र धातु से एक बायोमिमेटिक हाइब्रिड कृत्रिम अंग को सफलतापूर्वक एक हड्डी की संरचना की नकल करते हुए प्रत्यारोपित किया है। मॉस्को वेटरनरी क्लीनिक मेडवेट में से एक के द्वारा सफल ऑपरेशन कमीशन किया गया था।

फीमर के ओस्टियोसारकोमा से पीड़ित कुत्ते के लिए एक प्रायोगिक बायोमिमेटिक (जीवित जीव के ऊतकों की संरचना के समान) को प्रत्यारोपित करने का ऑपरेशन अगस्त 2018 में सफलतापूर्वक किया गया था। कुछ दिनों के बाद, जानवर फिर से चलने में सक्षम था, और, पूर्वानुमान के अनुसार, गतिशीलता जल्द ही पूरी तरह से ठीक हो जाएगी।

ओस्टियोसारकोमा (ओस्टोजेनिक सार्कोमा) एक तेजी से बढ़ने वाला कैंसर ट्यूमर है जिसकी कोशिकाएं हड्डी के ऊतकों से आती हैं, जिसके कारण इसका क्रमिक विनाश होता है और तदनुसार, गतिशीलता का नुकसान होता है। ओस्टियोसारकोमा इंसानों और जानवरों दोनों में सबसे आम प्रकार का बोन ट्यूमर है।

उपचार आवश्यक रूप से प्रभावित ऊतक को हटाने के लिए कीमोथेरेपी और सर्जरी का एक कोर्स शामिल है। उन्नत प्रौद्योगिकियां अंग-संरक्षण सर्जरी करना संभव बनाती हैं - इस मामले में, हड्डी के हटाए गए हिस्से के बजाय एक धातु, सिरेमिक या बहुलक प्रत्यारोपण रखा जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि ऐसे कृत्रिम अंग गतिशीलता को बहाल कर सकते हैं, वे हड्डी के ऊतकों से संरचना में बहुत भिन्न होते हैं, और इससे कई महत्वपूर्ण कठिनाइयां हो सकती हैं।


अंजीर। 1 - सर्जरी से पहले जानवर के हिंद अंग का एक्स-रे। ओस्टियोसारकोमा हड्डी ऊतक के लगभग 11 सेमी को प्रभावित करता है।

"मेडिकल प्रोस्थेटिक्स के लिए पारंपरिक सामग्रियों में कई महत्वपूर्ण कमियां हैं: उदाहरण के लिए, टाइटेनियम प्रत्यारोपण हड्डी के लिए बहुत अधिक भार उठाते हैं, और बाद में पतले होने लगते हैं। इस स्थिति में, कृत्रिम अंग के साथ जंक्शन पर हड्डी टूट सकती है। सिरेमिक एक और विकल्प है, लेकिन यह अधिक नाजुक है, जो प्रतिस्थापित हड्डी के आकार को सीमित कर सकता है। इसके अलावा, इन सामग्रियों की संरचना उन्हें हड्डी के साथ "एक साथ बढ़ने" की अनुमति नहीं देती है - एक निरंतर तंग निर्धारण की आवश्यकता होती है, "फेडरल सेनटोव, बायोमिमेटिक्स के महानिदेशक, एनओवाई एमवाईएसआईएस के समग्र सामग्री केंद्र के शोधकर्ता" बताते हैं।

बायोमिमेटिक्स टीम कई वर्षों से बायोमिमेटिक प्रत्यारोपण विकसित कर रही है। वैज्ञानिक अल्ट्रा-उच्च आणविक भार पॉलीथीन के साथ काम करते हैं - एक सिद्ध जैव-रासायनिक सामग्री - लेकिन इसे एक अनोखे तरीके से संशोधित करते हैं, जिससे वांछित संरचना प्रदान होती है। इस तरह की बहुलक सामग्री से बायोमिमेटिक कृत्रिम अंग बनाने का यह दुनिया का पहला अनुभव है।


अंजीर। 2 - प्रत्यारोपण प्लेसमेंट के बाद जानवर के हिंद अंग की एक्स-रे छवि।

पशु चिकित्सा केंद्रों के MedVet नेटवर्क के आदेश से, इस साल अगस्त में, Biomimetix टीम ने ओस्टियोसारकोमा के साथ एक कुत्ते के लिए एक प्रायोगिक बायोमिमेटिक ऊरु कृत्रिम अंग विकसित किया।

"चूंकि कुत्ता बड़ा हो गया था - मास्टिफ, सक्रिय रूप से चलने के लिए इस्तेमाल किया गया था, और हड्डी को हटाने के लिए लगभग 11 सेमी लिया गया था, यह कृत्रिम अंग संकर बनाने का निर्णय लिया गया था। हमारे भागीदारों, कोंमेट द्वारा 3 डी प्रिंटिंग द्वारा बनाई गई एक टाइटेनियम ट्यूब पर, हमने निरंतर अल्ट्रा-उच्च आणविक भार पॉलीथीन की एक परत का निर्माण किया, और अंदर छिद्रपूर्ण अल्ट्रा-उच्च आणविक भार पॉलीथीन से बना था जो कि कैंसिल हड्डी की संरचना के समान था। ऑपरेशन के दौरान, हड्डी के प्रत्यारोपण को "फिट" करने के लिए कोटिंग का हिस्सा काट दिया गया था। ऑपरेशन के कुछ दिनों बाद, कुत्ता पूरी तरह से चलने में सक्षम था। यदि हड्डी के ऊतकों के साथ बहुलक का संलयन सफल होता है, तो कुछ समय बाद फिक्सिंग प्लेटों को निकालना संभव होगा, ”फेडोर सेनाटोव कहते हैं।

अंजीर। 3 - एक टाइटेनियम प्रबलिंग घटक, एक "स्पंजी" बहुलक कोर और एक "कॉर्टिकल" बहुलक खोल के साथ प्रत्यारोपण।

“मैंने और मेरे सहयोगियों ने प्रोस्थेटिक्स ऑपरेशन सफलतापूर्वक किया। प्रत्यारोपण मजबूत है, इसका आकार कुत्ते के वजन और हड्डी के आकार से मेल खाता है। लंबी अवधि के परिणाम यहां अधिक महत्वपूर्ण हैं, ताकि प्रत्यारोपण प्रत्यारोपित हो और हड्डी में बढ़ता है। तब बड़ी प्रगति होगी, लेकिन इसमें समय लगता है। जब हम कुत्ते को देख रहे हैं, तो यह वर्तमान में कीमोथेरेपी के दौर से गुजर रहा है, “मेडविट के मुख्य चिकित्सक, पीएचडी कहते हैं। इल्या विलकोव्स्की।

डेवलपर्स के अनुसार, तैयारी में 2 सप्ताह लगे, इस दौरान उन्होंने क्या किया:

- एक्स-रे के लिए प्रत्यारोपण डिजाइन का विकास,
- 3 डी मॉडलिंग
- कंप्यूटर सिमुलेशन का संचालन,
- हाइब्रिड इम्प्लांट बनाने की तकनीक को बदलने के लिए इंजीनियरिंग समाधानों का विकास,
- परीक्षण के नमूने प्राप्त करना,
- यांत्रिक परीक्षण,
- अंतिम प्रत्यारोपण का निर्माण।