Горячая полимерная пленка вдвое повысила приживаемость имплантатов

Основу покрытия составил полимер полиэфирэфиркетон (PEEK) в сочетании с гидроксиапатитом (HA) — основным неорганическим компонентом костной ткани. Гидроксиапатит наносился на тонкий слой диоксида циркония, стабилизированного иттрием (YSZ), после чего нагревался с помощью микроволн. YSZ при этом выполнял роль экрана, предотвращавшего плавление PEEK. Нагревание сделало HA более устойчивым к внутренней среде организма, замедляя процесс растворения фосфата кальция и способствуя принятию имплантата.

В эксперименте исследователи испытали три модели PEEK-имплантатов на кроликах: без покрытия; с покрытием из HA, обработанным микроволнами; с покрытием из HA, обработанным микроволнами и в автоклаве — для усиления кристаллической структуры компонента. Микроскопический анализ и рентгенография, проведенные спустя восемнадцать недель после операции, показали, что костеобразование вокруг имплантатом с покрытием из HA более чем вдвое превышало показатель PEEK-имплантатов без покрытия.

Для подтверждения результатов ученые провели пуш-тестирование на предмет величины силы, необходимой для отделения имплантата от модели кости. В случае имплантатов из HA, обработанных микроволнами, показатель составил 299,1 Ньютон на квадратный миллиметр, имплантатов из HA, обработанных в автоклаве, — 312,5 Ньютон на квадратный миллиметр. Отделение непокрытых PEEK-имплантатов потребовало 183,9 Ньютон на квадратный миллиметр.

«Независимо от темпов роста и вязкости кости, образцы с HA-покрытием превзошли оригинальные PEEK-имплантаты. Вероятно, их изготовление приведет к незначительному подорожанию процедуры, но сведет к минимуму необходимость повторных операций», — сообщила профессор Афсанех Рабией.

Кроме того, на сегодняшний день не зафиксировано побочных эффектов от использования модифицированных имплантатов. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США уже одобрило технологию к применению в клинической практике. В настоящее время ученые находятся в поисках партнеров для коммерциализации разработки.