Skip to Content

ХИМИЯ ДЛЯ ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ

Два года назад в Институте высокотемпературной электрохимии появилась новая лаборатория — медицинского материаловедения и биокерамики, сотрудники которой изучают процесс интеграции синтезированных учеными ИВТЭ материалов в ткани опорно-двигательного аппарата. Заведует лабораторией Михаил Васильевич Гилев, недавно защитивший докторскую диссертацию «Аугментация костных внутрисуставных дефектов при хирургическом лечении пострадавших с импрессионными переломами костей конечностей». Выпускник Уральского государственного медицинского университета, в настоящее время он возглавляет кафедру оперативной хирургии и топографической анатомии УГМУ и одновременно работает травматологом-ортопедом в 24-й городской больнице Екатеринбурга, которая является клинической базой кафедры травматологии и ортопедии УГМУ. Своими знаниями и умениями Михаил Гилев во многом обязан уральской травматологической школе, которую представляют член-корреспондент С.М. Кутепов, доктора медицинских наук Е.А. Волокитина, Ю.В. Антониади. Действующий хирург и заведующий кафедрой, он много времени уделяет научной работе в ИВТЭ. Об этом мы и поговорили с Михаилом Васильевичем.
— Какие исследования вы проводите в Институте высокотемпературной электрохимии?
— Мы изучаем процессы интеграции керамических материалов в костную и хрящевую ткани. С одной стороны, нужно исследовать саму костную ткань, ее механические свойства, с другой — так подобрать параметры имплантата, чтобы он максимально подходил для ее замещения.
Конечно, до сих пор золотой стандарт имплантологи — собственная костная ткань человека, которая берется из ребер или костей таза. Но это дополнительные манипуляции, которые увеличивают время операции, и, конечно, это лишняя травма для организма. К материалам, которые используются для имплантации, предъявляются очень высокие требования: они должны обладать биологической инертностью, механической прочностью, рассчитанной на долгий срок работы в организме, устойчивостью к высокотемпературной стерилизации. С точки зрения биосовместимости с организмом для протезирования наиболее подходят материалы, относящиеся к классу керамик, так как они обладают высокой коррозионной и эрозионной стойкостью, изностойкостью и, конечно, биологической инертностью. 
Для изготовления деталей костных имплантатов, в частности эндопротезов тазобедренного, коленного и других суставов используются нерассасывающиеся алюмокерамики и циркониевые керамики. У каждого сустава своя биомеханика. С учетом его формы и патологии требуется тканеспецифическая керамика, которая синтезируются в лаборатории твердооксидных топливных элементов, возглавляемая директором ИВТЭ, доктор химических наук Максимом Васильевичем Ананьевым.
В качестве материала для имплантатов, замещающих костную ткань, используются как рассасывающиеся, так и не рассасывающиеся керамики. Рассасывающиеся керамики применяются для замещения костных дефектов, полученных при внутрисуставных переломах, после удаления злокачественных и доброкачественных опухолей, при любых других дефектах костной ткани. Традиционно в этих случаях используется фосфат кальция и гидроксиапатит (это, кстати, естественный компонент костей позвоночных). Фосфат кальция постепенно рассасывается в организме, заменяясь собственной костью. Этот материал обладает хорошими свойствами, но их можно существенно улучшить. Это и есть наша цель. Фосфат кальция и другие рассасывающиеся керамики синтезируют в лаборатории электрохимического материаловедения ИВТЭ, которую возглавляет кандидат химических наук Антон Валерьевич Кузьмин. Недавно получен патент на новый материал — фосфат кальция, допированный стронцием. Как показали исследования, он оптимизирует процессы костного ремоделирования, улучшает сращение костной ткани, ускоряет сроки заживления переломов.
— Коллектив вашей лаборатории пока невелик. Существует у вас разделение труда?
— Конечно. Ведущий научный сотрудник, доктор биологических наук, Ирина Петровна Антропова изучает воздействие клеток крови — тромбоцитов на процессы регенерации тканей. Ведущий научный сотрудник, доктор физико-математических наук, Дмитрий Викторович Зайцев исследует механические свойства твердых биологических тканей — костной и зубной. Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук, Юлия Ярославовна Хрунык, специалист в области молекулярной биологии, занимается изучением и оптимизацией взаимодействия имплантата с костной тканью на уровне генов и молекул.  
— На какой стадии находятся сейчас ваши исследования?
— Пока идут доклинические испытания. Мы работаем с лабораторными животными, анализируем полученные данные и предлагаем ученым изменить состав и структуру имплантата. Мы активно сотрудничаем с коллегами из УГМУ и Института иммунологии и физиологии УрО РАН. Нам оказывает поддержку ректор УГМУ, член-корреспондент РАН, профессор Ольга Петровна Ковтун. А член-корреспондент Борис Германович Юшков, крупнейший специалист в области регенерации тканей, — наш научный руководитель от ИИФ УрО РАН.
Конечно, мы еще только в начале пути. Ведь, как известно, от момента разработки лекарственного средства до аптеки проходит десять-пятнадцать лет. Но мы стараемся работать на мировом уровне.
Подготовила
Е. Понизовкина
Год: 
2020
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
5
Абсолютный номер: 
1209
Изменено 18.03.2020 - 12:59


2012 © Российская академия наук Уральское отделение
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
makarov@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47