ПЕРМЬ, 5 ноября. /ТАСС/. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали "цифровой конструктор" для создания имплантатов, повторяющих индивидуальную структуру костной ткани пациентов. Программа позволит эффективнее лечить сложные переломы, а также поможет в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии при наращивании костной ткани, рассказали ТАСС в пресс-службе вуза.

"Ключевая проблема традиционных скаффолдов (искусственный каркас для восстановления тканей - прим. ТАСС) - их упрощенная внутренняя архитектура. Они не повторяют сложную пористую структуру натуральной кости, что приводит к двум серьезным осложнениям: недостаточному приживлению с окружающими тканями и возникновению "эффекта стресс-экранирования", когда имплантат берет на себя всю нагрузку, а соседние костные участки постепенно атрофируются", - рассказала старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Механика биосовместимых материалов и устройств" ПНИПУ, кандидат физико-математических наук Наталия Еленская.

Создать искусственный аналог костной ткани (скаффолд) сложно - он должен быть механически прочным, чтобы выдерживать нагрузку как натуральная кость, и иметь правильную пористую структуру, чтобы в него могли прорастать клетки и сосуды, постепенно превращая искусственный каркас в живую ткань.

Существующие методы либо дают прочность, не обеспечивающую оптимальных условий для прорастания клеток и сосудов, либо наоборот. В итоге такие конструкции плохо приживаются или не полностью выполняют свои функции, что требует повторных операций и продлевает сроки реабилитации пациентов.

Разработка ученых Пермского политеха представляет собой компьютерную программу, с помощью которой специалисты могут создавать 3D-объекты имплантатов, используя сложные математические модели. "Главная особенность технологии - возможность легко настраивать свойства конструкции под анатомические и биомеханические особенности каждого пациента. Такой подход позволяет создавать искусственные кости, которые организм воспринимает как собственные", - отметили в ПНИПУ.

Программа анализирует данные компьютерной томографии пациента, определяет среднюю толщину костных перегородок и общую пористость.

"Наш подход позволяет регулировать ключевые параметры имплантата: размер и форму пор, толщину внутренних перегородок, общую плотность структуры. Это обеспечивает оптимальные условия для прорастания кровеносных сосудов и костных клеток, а также правильное распределение механической нагрузки", - пояснил заведующий научно-исследовательской лабораторией "Механика биосовместимых материалов и устройств" ПНИПУ, кандидат физико-математических наук Михаил Ташкинов.

Как отметили в вузе, результаты исследования пермских ученых создают основу для применения этой разработки для лечения сложных переломов, восстановления костных дефектов, а также в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии при наращивании костной ткани. Разработка прошла этап компьютерного моделирования и готова к проведению доклинических испытаний. Исследование проводилось в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ. 

РоссияПермский край