Разработка и доклинические исследования ортотопических костных имплантатов на основе гибридной конструкции из поли-3-оксибутирата и альгината натрия - Бузрукзода Жавохир; Каримов Хумоюнбек; Абсаломов Дилмурод; Хайдаркулов Исфандийор (SAMARALI TA’LIM VA BARQAROR INNOVATSIYALAR JURNALI, 2025)
Восстановление костных дефектов неправильной геометрической формы остается сложной в выполнении процедурой. Врожденные и особенно посттравматические дефекты и деформации в челюстно-лицевой области отличаются разнообразием форм, для их замещения требуются, как правило, не просто остео пластические материалы, а костные имплантаты (КИ), повторяющие форму восстанавливаемого дефекта. Благодаря современному программному обеспечению, интегрирующему в себе возможность обработки данных компьютерной томографии и виртуального объемного (3D) моделирования, у исследователей и клиницистов появилась возможность проводить компьютерное планирование реконструктивных операций и получать модели костных имплантатов, полностью конгруэнтных воспринимающему ложу, т.е. процесс подготовки модели КИ для производства можно считать вполне решаемой задачей. Для изготовления самих КИ произвольной формы предложено несколько технологий. Одна из них — фрезерование аллокости, керамических блоков, сложных костных матриксов. Однако многие исследователи отмечают, что аллокость имеет ряд недостатков, а керамика характеризуется длительным сроком резорбции. Другой многообещающей технологией для изготовления КИ является аддитивное производство, или 3D-печать. Одной из первых начала производить индивидуальные костные имплантаты методом 3D-прототипирования компания Oxford Performance Materials, Inc. В России имеется зарегистрированная и разрешенная к клиническому применению технология производства индивидуальных накостных имплантатов для контурной пластики из политетрафторэтилена, однако данный класс материалов относится к биоинертным, но не биоразлагаемым и не замещается костной тканью. Развитие прямой 3D-печати КИ осложняется тем, что материалы, традиционно используемые для замещения костных дефектов: полимеры (полиокси-алканоаты (ПОА), полилактиды, полигликолид и др.), минеральные материалы (полигидроксиапатит, соли кальция), ксено- и алломатериалы, — или не подходят для традиционных методов 3D-печати, или меняют свои физико-химические и биологические свойства и становятся непригодными для восстановления кости. Для непрямых технологий изготовления 3D-изделий с заданной формой выбор материалов также имеет большое значение. Такие материалы должны обеспечивать заданную микроструктуру изделия, его физико-химические и биологические характеристики (достаточную прочность, пластичность, гидрофильность, способность к биодеструкции, биосовместимость). Далеко не всегда один материал может обеспечить сочетание всех данных свойств, в связи с чем в последнее время активно развивается направление создания гибридных конструкций с использованием различных биополимеров и минеральных веществ. Одними из наиболее используемых полимеров для биоинженерии твердой соединительной ткани являются ПОА и альгинаты. По своим свойствам эти полимеры сильно различаются. ПОА — это более гидрофобные, механически прочные, биодегра-дируемые с низкой скоростью полиэфиры, тогда как альгинаты — гидрофильные, образующие гидрогели, механически непрочные полисахариды. Образование композитов из полимеров этих двух классов позволяет регулировать свойства полученного композитного материала в самых широких пределах. Альгинаты активно используются для изготовления матриксов в инженерии костной, хрящевой, мягкой соединительной, мышечной тканей, тогда как матриксы на основе ПОА применяются преимущественно для регенерации костной ткани. ПОА, в частности гомополимер поли-3-оксибутират (ПОБ), получают биотехнологическим путем с использованием высокоэффективного штамма-продуцента 7Б, что дает возможность получать полимеры высокой степени очистки с заданными свойствами. Несмотря на то, что для биомедицинских целей используют альги-наты, выделенные из бурых водорослей, эти биополимеры можно также получать биотехнологическим путем с помощью штаммов-продуцентов того же самого вида бактерий. Авторами разработан метод изготовления КИ сложной формы на основе ПОБ и альгината натрия методом двойного выщелачивания с использованием пресс-формы, выполненной методом 3D-печати.