Томск. 21 декабря. ИНТЕРФАКС - Материаловеды и физики Томского госуниверситета (ТГУ) впервые получили данные об особенностях деформации губчатой и компактной костной ткани при изменении ее структуры и состава, что позволяет создавать импланты с максимальной биомеханической совместимостью, сообщает в четверг пресс-служба вуза.
Отсутствие такого анализа и обусловленный этим неправильный подбор имплантата нередко приводят к рассасыванию костной ткани на границе кость-имплантат. Рассасывание, в свою очередь, влечет за собой повторную операцию с заменой восстанавливающей конструкции.
"Разработка и выбор материалов для имплантатов с точки зрения биомеханической совместимости играют одну из главных ролей в приживаемости имплантатов. Костная структура, состав и соответствующие им механические свойства подстраиваются под изменяющиеся внешние динамические условия организма. Они варьируют в пределах одной кости и различны для разных людей, поэтому один и тот же имплантат может прижиться у одного пациента и не прижиться у другого", - цитирует пресс-служба слова заведующей лабораторией сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Екатерины Марченко.
Отмечается, что существующее моделирование построено на основе изображений компьютерной томографии и включает в себя трехмерные геометрические модели фрагментов губчатой костной ткани. При таком моделировании учитываются особенности конкретного пациента, что не позволяет сделать обобщенные выводы о механическом поведении костной ткани в целом.
В рамках совместных исследований по программе "Приоритет 2030" материаловеды и физики ТГУ разработали новый алгоритм построения геометрических моделей губчатой костной ткани. Алгоритм позволяет перестраивать структуру модельного фрагмента при варьировании структурных параметров трабекул - тонких элементов костной ткани, которые составляют внутреннее пространство многих костей. Эти структуры находятся в постоянной трансформации, что помогает кости адаптироваться к внешним нагрузкам. В модели также неявным образом учитывается наличие коллагеновой и минеральной составляющих кости.
"Теперь мы знаем, как именно увеличение массовой доли минералов изменяет упругость кости и ее механические свойства. Для того, чтобы имплант прижился, упругие модули, то есть прочность импланта и кости должны быть максимально близки. Поэтому мы, оценив биомеханику кости, заранее знаем, какими характеристиками должен обладать имплант и задаем их на этапе производства за счет изменений условий синтеза - температуры, давления и так далее. Это позволяет обеспечить максимальную биосовместимость конструкции с "родной" костью пациента, необходимую для хорошей приживаемости импланта и быстрой реабилитации пациента", - подчеркнула Марченко.
Ранее сообщалось, что ученые ТГУ освоили новые методики для защиты костных имплантов от коррозии и увеличения срока их эксплуатации.
Также сообщалось, что ученые вуза разработали уникальный метод, позволяющий оптимально подбирать физические характеристики импланта под "родные" ткани пациента, и создали атлас-классификатор материалов и биотканей, который упрощает работу материаловедов и хирургов.
Томский госуниверситет был открыт в 1888 году. Вуз занял шестое место в Национальном рейтинге университетов 2023 года, подготовленном международной информационной группой "Интерфакс", улучшив за год свое положение на две строчки. ТГУ является одним из шести вузов-участников проекта Минобрнауки по трансформации системы высшего образования РФ.
