В ортопедическом Центре Илизарова в Кургане прошли стадию доклинических испытаний имплантаты, разработанные специалистами Томского политехнического университета. Эти имплантаты являются частью вариации аппарата Илизарова, применяемого для удлинения и исправления деформаций длинных трубчатых костей у детей.
В ходе доклинических испытаний томские имплантаты помогли сократить сроки, необходимые для удлинения конечности, почти в два раза. Результаты исследований представлены в журнале Biomedical Materials (IF 2,89; Q2).

 

 
Фото: Формирование ткани вокруг имплантата

 
Советский хирург Гавриил Илизаров в начале пятидесятых годов 20 века разработал специальный аппарат для исправления пропорций тела, кривизны ног, врожденных деформаций, косолапости, аномалий развития костей стопы у взрослых и детей. Его особенность заключалась в том, что фиксирующие кости элементы находились снаружи. Этот аппарат лежит в основе метода чрескостного остеосинтеза, который сегодня применяют более чем в 60 странах мира. Современный аппарат Илизарова состоит из титановых или углепластиковых стержней, которые фиксируются на конечности на пластинах различной формы и соединяются между собой подвижными штангами. За счет движения этих штанг врачи и проводят манипуляции с костью.

 
«В случаях, когда кость нужно удлинить — например, когда у ребенка ножки разной длины, что в будущем приводит к различным патологиям — проводится рассечение кости, и ее части медленно раздвигаются. Разработанный нами имплантат представляет собой титановую или стальную спицу, он используется в качестве “проводника”, помогающего сформироваться новой костной ткани. Такая спица вставляется внутрь трубчатой кости, — говорит один из авторов статьи, доцент Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга ТПУ Сергей Твердохлебов. — Задача, которую помогает решить такой имплантат, — ускорение регенерации кости, а, следовательно, и сокращение срока реабилитации».
 
Фото: Аппарта Илизарова с имплантатом

 
Имплантаты-спицы, разработанные в ТПУ, сделаны из традиционных для имплантологии материалов — стали и соединения ВТ6 (сплав титана с алюминием и ванадием). Однако ученые нанесли на них специальные покрытия. На стальные спицы-имплантаты политехники наносили покрытие методом аэродинамического формирования, оно представляет собой композитный материал на основе пьезоэлектрического фторуглеродного пластика и гидроксиапатита. На титановые имплантаты исследователи наносили покрытие из кальций-фосфата методом микродугового оксидирования. 

 
«В университете разработаны технологии для изготовления как самих имплантатов, так и для нанесения на них покрытий. Эти покрытия приближены по своему составу и физическим характеристикам к реальной костной ткани, что улучшает приживаемость имплантатов, — поясняет один из авторов статьи, научный сотрудник лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Евгений Больбасов. — Но здесь есть еще один важный нюанс. В больших трубчатых костях находится костный мозг, а в нем в большом количестве — мезенхимальные стволовые клетки, которые могут дифференцироваться в различные типы клеток. Покрытие на имплантате, имитирующее состав кости, заставляет эти стволовые клетки “переквалифицироваться” в костный материал. И новая костная ткань начинает усиленно наращиваться вокруг имплантата. После успешного завершения процесса регенерации имплантат удаляется».

 
В случае с титановыми имплантатами и покрытием из гидроксиапатита мезенхимальные стволовые клетки реагируют на химический состав покрытия, и поэтому начинают дифференцироваться. А в случае со стальными имплантатами они реагируют на пьезоэлектрические свойства покрытия. 

На этапе доклинических испытаний специалисты Центра Илизарова прооперировали 24 собаки. Они сравнивали классические стальные, титановые имплантаты без покрытий и имплантаты с покрытиями, разработанные в ТПУ. Испытания показали, что с применением томских имплантатов 4 см костной ткани восстанавливались за 35 суток, а с классическими имплантатами — за 70 суток.

 
«При этом с использованием наших имплантатов плотность новой сформированной костной ткани была примерно в 2,5 раза выше и гораздо ближе к норме плотности здоровой кости, чем в случае с классическими имплантатами. Кроме того, ускорился процесс регенерации не только костной ткани, но и сопутствующей мышечной, соединительной ткани», — отмечает Евгений Больбасов.

 
Добавим, сейчас в Центре Илизарова уже проходят ограниченные клинические испытания.

Справка:
В исследовании принимают участие специалисты Центра Илизарова, Томского политехнического университета, Сибирского государственного медицинского университета, Национального медицинского исследовательского центра Алмазова, Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов, Балтийского федерального университета, Института молекулярной медицины Первого Московского государственного университета им. Сеченова и Университета Гриффита (Австралия).

Исследование поддержано грантом из средств Программы повышения конкурентоспособности ТПУ VIU-SEC B.P. Veinberg-210/2018.
 

Источники

Томские ученые разработали импланты для аппарата Илизарова, вдвое ускоряющие рост костей
ТАСС, 16/01/2019
Имплантаты, разработанные в Томском политехе для аппарата Илизарова, почти в два раза сократили сроки удлинения костей
Томский политехнический университет (tpu.ru), 17/01/2019
Имплантаты, разработанные в Томском политехе для аппарата Илизарова, почти в два раза сократили сроки удлинения костей
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 17/01/2019
Томские ученые усовершенствовали аппарат Илизарова
MedRussia (medrussia.org), 17/01/2019
Специалисты проводят клинические исследования ускоряющих рост костей имплантатов
Агентство по инновациям и развитию (innoros.ru), 17/01/2019
ТОМСКИЕ УЧЕНЫЕ РАЗРАБОТАЛИ ИМПЛАНТЫ ДЛЯ АППАРАТА ИЛИЗАРОВА, ВДВОЕ УСКОРЯЮЩИЕ РОСТ КОСТЕЙ
Департамент образования и науки Курганской области (don.kurganobl.ru), 17/01/2019
Томские ученые разработали имплантант, с которым кости срастаются вдвое быстрее
Kp.ru, 17/01/2019
Томские имплантаты прошли доклинические испытания в центре Илизарова
РИА Томск (riatomsk.ru), 17/01/2019
Томские ученые усовершенствовали аппарат Илизарова
Recipe.ru, 17/01/2019
Томские ученые усовершенствовали аппарат Илизарова
123ru.net, 17/01/2019
Имплантаты, разработанные в Томском политехе для аппарата Илизарова, почти в два раза сократили сроки удлинения костей
Центр кластерного развития Курганской области (innovation45.ru), 17/01/2019
Специалисты проводят клинические исследования ускоряющих рост костей имплантатов для аппарата Илизарова
Агентство по инновациям и развитию (innoros.ru), 18/01/2019
Российские ученые усовершенствовали аппарат Илизарова
Медицинское Обозрение (m-oboz.ru), 21/01/2019
Имплантаты для аппарата Илизарова,
Красное знамя (krasnoeznamya.tomsk.ru), 21/01/2019
Российские ученые усовершенствовали аппарат Илизарова
Здоровье в России и мире (zdorowiye.ru), 21/01/2019
Имплантаты для аппарата Илизарова в два раза сократили срок удлинения костей
Индикатор (indicator.ru), 22/01/2019
Ученые отработали технологию получения медицинских материалов, наполненных антибактериальными лекарствами
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 23/01/2019
Ученые ТПУ разработали новую технологию получения медицинских материалов
ИА Regnum, 23/01/2019
Разработанные в ТПУ имплантаты для аппарата Илизарова сократили сроки удлинения костей почти в два раза
Научная Россия (scientificrussia.ru), 28/01/2019
Разработанные в ТПУ имплантаты для аппарата Илизарова сократили сроки удлинения костей почти в два раза
1k.com.ua, 27/01/2019
Имплантаты, разработанные в Томском политехе для аппарата Илизарова, почти в два раза сократили сроки удлинения костей
Nanonewsnet.ru, 29/01/2019

Похожие новости

  • 24/08/2017

    Сибирские ученые разработали ботинки с навигационной системой

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Национального исследовательского Томского политехнического университета разработали пешеходную навигационную систему, которая сможет определять координаты пользователя в плотной городской застройке, лесных массивах и даже под землей, сообщила пресс-служба СФУ.
    1493
  • 02/07/2019

    Более ста ведущих ученых из России, Китая и Германии собрала конференция ТПУ по инновациям в неразрушающем контроле

    ​В Екатеринбурге состоялась V Международная конференция по инновациям в неразрушающем контроле SibTest. Она собрала более ста ведущих специалистов отрасли из городов России, Казахстана, Германии и Китая.
    555
  • 15/10/2018

    ТУСУР и Cognitive Technologies разработают совместные проекты для беспилотного транспорта

    ТУСУР и компания Cognitive Technologies подписали соглашение о реализации совместных образовательных, научно-исследовательских и инновационных проектов в сфере беспилотного транспорта.  Ректор ТУСУРа Александр Шелупанов и президент и основатель компании "Когнитивные технологии" (Cognitive Technologies) Ольга Ускова на открытии форума U-NOVUS - 2018 подписали соглашение о сотрудничестве.
    615
  • 11/04/2019

    Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

    ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.
    586
  • 26/06/2019

    Без «Окон» и Back Door

    ​Одна из приоритетных задач в построении «цифровой экономики» — сделать ее независимой и защищенной. Серьезный шаг в усилении промышленной безопасности сделала объединенная команда компании ЭлеСи и ученых Томского госуниверситета.
    358
  • 31/05/2017

    Неземная технология: что добывают в Томске «космические старатели»

    ​Создание космических технологий является драйвером развития человечества, уверены проректоры двух вузов - Томского государственного университета (ТГУ) и Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) - Константин Беляков и Роман Мещеряков.
    1432
  • 05/12/2017

    Томский политех и Schneider Electric подписали соглашение об открытии совместного Центра компетенций

    ​Ректор Томского политехнического университета Петр Чубик и президент Schneider Electric в России и СНГ Йохан Вандерплаетсе 5 декабря подписали соглашение об открытии в вузе Центра компетенций компании.
    1048
  • 26/02/2018

    Ученые ТПУ разработают установки неразрушающего контроля

    ​Исследователи Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета (ТПУ) разработают автоматическую линейку экспериментальных установок для завода антипомпажных клапанов Томского электро-механического завода (ТЭМЗ), который выпускает клапаны магистральных газопроводов ПАО "Газпром", сообщает в понедельник пресс-служба вуза.
    901
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    457
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    1845