Ученые ДВФУ разрабатывают биокерамические имплантаты для восстановления костных дефектов

В День Российской науки, 8 февраля, рассказываем о новых высококачественных имплантатах для восстановления у пациентов костной ткани после травм, онкологических заболеваний и возрастных изменений. Совместные исследования ведут ученые Института наукоемких технологий и передовых материалов Дальневосточного федерального университета (ИНТиПМ ДВФУ) и Тихоокеанского медицинского университета Минздрава России (ТГМУ). Первые доклинические испытания доказали высокую эффективность методики вживления импланта в череп лабораторного кролика после трепанации. Результаты исследования опубликованы в ведущем зарубежном профильном журнале Ceramics International.

Сотрудники ИНТиПМ в университетской лаборатории современным методом сверхбыстрого спекания впервые синтезировали новый тип инертной биокерамики на основе диоксида циркония, содержащего биоактивный компонент в виде синтетического аналога натуральной кости.

В настоящий момент ученые впервые изучили механизм вживления импланта в условиях восстановления целостности кости черепа лабораторного кролика после трепанации. Анализ был комплексным и включал в себя гистологические, морфометрические, рентгенологические и гематологические исследования. Важным результатом явилось доказательство высокой биосовместимости созданного в ДВФУ материала.

«Помимо обязательного набора механических и конструкционных характеристик материалы для имплантологии должны обладать сложной совокупностью биосвойств. Они относятся к классу самых сложных по своему назначению и качеству. В данном случае мы решали одну из сложных задач химического инжиниринга — разрабатывали новый эффективный способ получения традиционного инертного биоматериала со сложным набором свойств. При этом мы придавали ему дополнительную функцию биоактивности для обеспечения высокой эффективности его интеграции в костную ткань. Это качество импланта было достоверно оценено нами совместно с коллегами медицинского профиля», — пояснил руководитель работ, заведующий лабораторией ИНТиПМ Евгений Папынов.

Изыскания ведутся на средства гранта Российского научного фонда (РНФ) с 2018 года по программе «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых». Благодаря перспективности тематики и успешным результатам грант был продлен в 2021 году. В ближайшие несколько лет ученые будут совершенствовать методику.

Научно-исследовательская и образовательная деятельность по таким передовым направлениям как современное материаловедение или биоматериаловедение — важная и необходимая стратегия ИНТиПМ в интересах развития ДВФУ и подготовки молодых ученых нового поколения.

«Данная разработка и ей подобные — проекты действительно уникальные. Во-первых, они являются междисциплинарными и позволяют формировать эксклюзивные компетенции и знания у молодых специалистов. Во-вторых, они инициируются и реализуются молодежью — вовлекаются студенты, аспиранты и даже школьники по программам, которые мы активно реализуем на постоянной основе в нашем институте. Этот инструмент позволяет формировать достойный интеллектуальный потенциал страны», — отметил директор Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Алексей Огнев.

Институт наукоемких материалов и передовых технологий ДВФУ выполняет комплекс научно-исследовательских работ по различным направлениям, которые интегрированы в образовательный процесс. В передовых исследованиях участвуют бакалавры и магистранты программ «Фундаментальная и прикладная физика», «Фундаментальная химия» и «Материаловедение и управление свойствами материалов». Разработки по направлению «Физика и материаловедение» являются частью стратегической инициативы, реализуемой ИНТиПМ в рамках участия ДВФУ в программе стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».