Ученые создали новый прочный эластичный материал для сращивания костей

❋ 4.1

Исследователи разработали новый эластичный материал на основе широко используемого фосфата кальция, который стал ближе к параметрам человеческой кости. Он может принимать любые формы и улучшит протоколы восстановления поврежденных костей.

Биология

# кальций

# кости

# нанотехнологии

# переломы

«Искусственный костный наноматериал», близко повторяющий свойства человеческих костей, обеспечивает заживающему перелому стабильность / © Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59662-w

Обычно лечение крупных повреждений кости, при которых она оказывается разделена на две части, требует костной пластики. Во время этого хирургического вмешательства врачи увеличивают объем кости разными способами, в том числе с помощью частей собственных костей пациента и забирая ткани у донора.

Количество подходящей для восстановительных операций кости, получаемое обоими способами, естественно, ограничено. Получение аутографтов (собственной костной ткани пациента) может привести к осложнениям после операции и коллапсу кости в месте забора. Аллографты (донорские ткани) несут риск инфицирования и иммунного отторжения.

Существуют и искусственные костные материалы. Их создают смешиванием порошков, содержащих кальций и фосфор, с жидким раствором. Полученная смесь отвердевает и становится вспомогательным элементом в поврежденной кости.

Хотя эти материалы достаточно жесткие, прочность на сжатие уступает человеческой кости с кортикальным слоем. Отсутствие эластичности делает их склонными к растрескиванию, и они не способны адаптироваться к незначительным деформациям во время повседневной активности. Это может привести к повторному перелому, неприятным ощущениям и снижению качества жизни пациента.

Коллектив ученых создал новый материал для восстановления костей на основе фосфата кальция, лимонной кислоты, полиакриловой кислоты и L-формы полиаспарагиновой кислоты. Исследователи назвали его «нанокостным цементом». Результаты исследований и экспериментов показали, что этот материал обеспечивает значительную механическую поддержку и ускоряет заживление. Статью о нем опубликовали в журнале Nature Communications.

«Этот материал максимально приближен по составу к натуральной кости, безопасен и биосовместим. Более того, до отверждения ему можно придать любую форму, что делает его одним из наиболее перспективных вариантов для восстановления кости», — рассказал Доктор У Цзюнь (Wu Jun).

Ученые применили технологию фиксации нанокластеров для успешного объединения механических свойств органических гибких и неорганических жестких материалов. Этот подход привел к созданию нового «наноискусственного костного материала» с высокими показателями эластичности, прочности и жесткости.

Новый материал увеличивается в объеме после поглощения воды и сохраняет максимальную прочность на сжатие. Он формирует пористую структуру, которая способствует адгезии клеток организма к «костной заплатке». Его механические свойства ближе к свойствам натуральной кости, что повышает комфорт и подвижность пациента. До наступления отвердевания материалу можно придать любую форму, поэтому он упростит восстановление костных дефектов сложной или неправильной формы.

Команда специалистов считает, что их разработка станет альтернативой традиционным костным трансплантатам в ортопедических операциях. Новый материал значительно упростит хирургические процедуры и сократит общее время операций и восстановления.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.