Ученые изучили возможность использования качественных искусственных трансплантатов для регенерации и восстановления костной ткани и проверили - выдерживают ли они нагрузки.
Доктор Джанлука Тоцци и его коллеги, из Университета Портсмута, изучили взаимодействие синтетических трансплантатов с костью на моделях животных на микроскопическом уровне.
Доктор Тоцци предполагает, что такое исследование позволит найти методы воздействия на организм для улучшения способности организма восстановить костную ткань и увеличить шансы на успешность использования синтетических трансплантатов.
В мире, каждые несколько секунд, происходит перелом костей из-за снижения плотности костной ткани. Проблема в том, что восстановление целостности хрупких костей является большой проблемой из-за частого наличия большого дефекта и плохой регенерации. Очень важно понять механизм взаимодействия костной ткани с трансплантатом, так как это поможет планировать создание материалов, которые организм хорошо воспринимает.
Кости представляют собой сложную биологическую ткань, и поэтому требования к искусственному заменителю костей очень высокие, так как необходимо сохранить нормальное кровоснабжение и усилить образование новой костной ткани.
Современные синтетические трансплантаты имеют свойство к резорбции и, в то же время, позволяют обеспечить регенеративные процессы в области дефекта. Но проблема в том, что быстрая резорбция биоматериала не предоставляет достаточно времени для роста новой костной ткани, а медленная резорбция может вызывать нестабильность в области размещения импланта. Миллионам людей устанавливаются костные трансплантаты. Как правило, их устанавливают в таких областях как позвоночник, бедро, колено и лодыжка. Функция этих трансплантатов в том, чтобы обеспечить образование перемычек в области перелома кости и образовавшегося дефекта. Костные трансплантаты также используются в стоматологии для улучшения прикрепления зубных имплантов.
Трансплантаты могут быть созданы с помощью собственной кости. Может быть использована также донорская кость, но нередко это сопровождается побочными реакциями. Наиболее предпочтительнее для трансплантатов использовать импланты из различных синтетических материалов.
Для детализации процессов, происходящих в костной ткани при контакте с искусственным имплантом доктор Тоцци и его коллеги, задействовали КТ синхротрон (SR-XCT) в центре Zeiss Университета Портсмута.
В журнале ACS Biomaterials Science & Engineering ученые опубликовали результаты исследования микромеханики и эволюции микроповреждений нескольких комбинаций костей и синтетических биоматериалов . Анализ был проведен с помощью сочетания синхротронной томографии с высоким разрешением, изучением механики in situ и цифровой корреляции объема.
С точки зрения доктора Тоцци основной задачей исследования было понять механизмы взаимодействия имплантат и костной ткани как с точки зрения механики, так и в плане интеграции биоматериала в процессы регенерации костей.
