Омские учёные разработали костный композит – вещество, ускоряющее рост костной ткани

Омские учёные ведут активную работу над новым композитом – веществом, которое способно ускорить регенерацию костной ткани в случае инфекционного заболевания или травмы.

При дефекте кости, вызванном травмой или заболеванием, костная ткань замещается соединительной, что ухудшает свойства кости. Если дефект не может самостоятельно заместиться, хирурги-травматологи прибегают к пересадке костной ткани из других участков организма: к примеру, для операции на челюсти берут кусочек ребра. Однако это уже вторая травматичная операция для пациента.

Найти идеальный синтетический композит, который бы способствовал быстрому остеосинтезу – такую задачу поставила перед собой команда учёных ОмГМУ: химик Анна Солоненко и хирург-травматолог, доктор медицинских наук Герман Дзюба. Частая ситуация в последнее время – омские учёные работают на импортозамещение:

«Композиты обладают остоиндуктивным действием, то есть они способствуют замещению костных дефектов и восстановлению нормальной структуры кости. Рассасываясь, композит стимулирует местный остеогенез. Таких материалов достаточно много и они основываются на разных субстратах. Самые распространённые – это фосфаты кальция. На нашем рынке были такие препараты, но зарубежного производства, и они с него ушли», – рассказал Герман Дзюба.

«Сейчас мы на базе лаборатории стоматологического факультета создаём материалы, которые были бы полезны для остеосинтеза. Мы синтезируем и вещества – фосфаты и силикаты кальция, – и их композиты; полученные вещества в виде порошков мы формуем, придаём им форму: гранулы, диски», – Анна Солоненко рассказывает о своей работе с точки зрения химика.

Волластонит – сырьё, на основе которого делают композит – тоже не является уникальным, весь секрет в сочетании разных компонентов. Учёным пришла в голову мысль соединить два вещества с мощным остоиндуктивным действием – фосфаты и силикаты кальция. У каждого есть свои достоинства и недостатки, так нельзя ли их сочетать? Как говорит доктор Дзюба, такие работы есть за рубежом, но они единичны.

Итак, научная задача поставлена, государство выделило средства на реализацию проекта – фактически омские учёные получили госзадание на работу. Что дальше?

«Оба материала имеют свои свойства, но для совместного использования нужно было понять, какие пропорции должны быть и фосфатов, и силикатов. Мы получили разные пропорции и начали исследовать их действие на костные дефекты. Оказалось, наиболее эффективна пропорция 60/40, фосфаты и силикаты. Такая комбинация способствует повышению скорости и массы образования костной ткани. Сначала мы исследовали физические, а потом химические свойства этих материалов. Последний этап – эксперимент на лабораторных животных: создали костный дефект и заполнили его композитом, исследовали клиническую, морфологическую и рентгенологическую картину заживления», – поясняет Герман Дзюба.

Оказалось, что в случае с дефектами, которые способны восстановиться самостоятельно, композит ускоряет регенерацию в 1,5–2 раза! В случае с травмами и инфекциями кости, когда без пересадки костной ткани не обойтись, он и вовсе незаменим. Об омском композите написано немало научных статей, готовится диссертация, а вещество получило одобрение Российской академии наук.

Однако до внедрения препарата в медицинский стандарт ещё далеко: следующим этапом должна стать проверка токсичности препарата на животных, затем контроль эффективности на добровольцах. Для таких масштабных работ нужны большое количество животных, отдельная лаборатория и государственная финансовая поддержка, говорят учёные.

Пока Герман Дзюба и Анна Солоненко решили начать новый проект – придать своему композиту антибактериальные свойства, чтобы предотвратить развитие инфекции в месте костного дефекта. В качестве нового компонента выбрали оксид цинка, теперь нужно определить верные пропорции. Именно с новым проектом команда учёных поедет в Уфу на ежегодный Пироговский форум, который проводит Российский медицинский университет.

Автор: Ирина Баландина

Фото предоставлены героями публикации.