Появление никелид титановых имплантатов стало революционным шагом в хирургии. Несмотря на искусственный синтез, они оказались во много раз лучше изделий из биологических материалов, а также других имплантатов на металлической основе. За последние несколько лет сибирские ученые запатентовали более ста способов применения никелид титана в медицинской практике. Обзор последних достижений в области использования уникального сплава с памятью формы опубликовали исследователи из Томска и Краснояска при участии зарубежных коллег.

Изделия из материала с памятью формы

Изделия из материала с памятью формы

Очень часто при хирургических вмешательствах медикам приходится восстанавливать или изменять форму костных и других тканей пациента, используя разные материалы. Их подразделяют на биологические (трансплантационные) и искусственные (имплантационные). Долгие годы считалось, что биологические материалы более пригодны для медицинских целей. Однако их применение не лишено недостатков. Часто их получают из тканей пациента. При этом ему наносится еще одна операционная травма. Также, при таком подходе невозможно создать трансплантационные изделия заданной формы. Другой вариант — трансплантаты из мертвых, «чужих» тканей. Однако организм пациента может отторгать их.

Революция в хирургии произошла с появлением искусственных имплантатов и применением металлических материалов с памятью формы. К таким относятся имплантаты на основе никелида титана. Обычные титановые материалы — жесткие. Титан в двадцать раз менее эластичен, чем костная ткань, на место которой его устанавливают, и не может обеспечить нужную эластичность замененных частей организма. Дело в том, что в организме на имплантаты постоянно идет нагрузка, к которой они должны подстраиваться. Если они недостаточно эластичны, то будут отторгаться, поскольку организм «понимает», что установленный материал функционирует неверно.

Никелид титана деформируется и восстанавливается в исходную форму при нагрузке и разгрузке. Изделия из никелида титана не отторгаются еще и потому, что не вступают в химические реакции с биологическими жидкостями человека. Важно, что для получения таких изделий пациенту не нужно наносить дополнительную травму. Также этот материал способствует росту собственной ткани пациента на месте повреждения.

В критическом обзоре, который опубликован в журнале Materials, ученые указали, что никелид титана выдерживает многочисленные последовательные деформации и при этом сохраняет свою целостность. Исследователи отмечают, что костная ткань ведет себя аналогичным образом. Данный материал переносит большую часть физических нагрузок через перераспределяемое гидростатическое давление, как это делает губчатая костная ткань. Такой эффект важен при замене бедренных, большеберцовых костей и поясничных позвонков, поскольку именно на них приходится высокое напряжение.

За последние годы ученые из нескольких сибирских городов зарегистрировали более 60 патентов по созданию различных изделий на основе этого материала. Особенность имплантатов из никелида титана, в том, что их форма может быть практически любой, она учитывает индивидуальные особенности пациентов. Сибирские медики предлагают использовать данный материал в стоматологии, травматологии, остеопластике, челюстной и сосудистой, реконструктивной, косметической хирургии, для устранения врожденных расщелин, грыж передней брюшной стенки и многого другого. Ограничений в хирургическом использовании этого материала нет, как нет и физических стеснений в жизни пациентов с такими имплантатами.

— Материал может взаимодействовать с разными биологическими тканями. Из него изготавливаются имплантаты разной структуры: монолитные, пористые, тканевые или сетчатые. По мере необходимости три последних можно проращивать органотипичными тканями. Это делает хирургию наиболее эффективной, — поясняет Андрей Радкевич, доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института медицинских проблем Севера КНЦ СО РАН, соавтор обзорной статьи и нескольких патентов по использования никелид титана в медицинских целях.

В одном из последних патентов ученые из Томска и Красноярска предложили новый способ по применению изделий из материала с памятью формы. Он должен облегчить лечение больных с несращениями и ложными суставами длинных трубчатых костей. В таких случаях у пациентов нарушается непрерывность кости и возникает подвижность на тех участках, где ее быть не должно. Это приводит к анатомическим и функциональным нарушениям, к примеру, недостаточности кровообращения в конечности, рубцеванию мягки тканей, ограничению подвижности, деформации или укорочению поврежденной кости.

— Такая проблема возникает примерно в каждом десятом случае при переломах трубчатых костей. Способы костной пластики для устранения этого дефекта, которые применялись ранее, были недостаточно результативны. Мы предлагаем использовать для этих целей пористые проницаемые имплантаты, в том числе в гранулированном виде, фиксирующие конструкции, а также сетчатые имплантаты, изготовленные из никелида титана. Совершенствование способа лечения за счет использования материалов с памятью формы значительно повысит эффективность реабилитации, — отмечает соавтор патента Андрей Радкевич.

Исключительные свойства делают материалы с памятью формы перспективными для использования в различных отраслях медицины. Их применение зависит непосредственно от целей и задач проводимых реабилитационных мероприятий, в соответствии с которыми материалы из никелида титана могут трансформироваться под нужды хирургов и пациентов.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.


Дополнительная информация для СМИ по тел.: 8 913 550 73 51, Мария Байкалова, специалист по связям с общественностью группы научных коммуникаций Красноярского научного центра СО РАН.