Команда ученых из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Ивановского государственного энергетического университета имени В.И. Ленина и Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена провела сравнительный анализ реконструкции поясничного отдела позвоночника имплантатами из однородного PEEK и титанового метаматериала.
После сложных операций на позвоночнике, таких как тотальная спондилэктомия, хирурги сталкиваются с проблемой восстановления стабильности позвоночного столба. Традиционные имплантаты не всегда справляются с этой задачей, что может привести к осложнениям — например, к проседанию имплантата или деформациям. В поисках оптимального решения группа исследователей из Санкт-Петербурга провела сравнительный анализ двух типов имплантатов:
- Полимерный PEEK-имплантат — легкий, биосовместимый и устойчивый к нагрузкам.
- Титановый метаматериал — пористый, прочный и способствующий срастанию с костной тканью.
Для каждого варианта рассматривались разные способы фиксации: задний и латеральный.
Что выяснили ученые?
С помощью компьютерного моделирования и конечно-элементного анализа исследователи изучили, как ведут себя имплантаты при различных движениях: наклонах вперед-назад, вправо-влево и поворотах.
Главные выводы:
- PEEK-имплантат с задней фиксацией показал наилучшие результаты: он равномерно распределяет нагрузку, минимизирует напряжение в костных пластинках и обеспечивает стабильность позвоночника.
- Титановый метаматериал, несмотря на высокую прочность, создает большее давление на окружающие ткани, что может привести к его расшатыванию. Ученые отметили, что этот вариант требует доработки метода крепления.
Исследование не только помогает выбрать оптимальный имплантат для пациентов, но и открывает новые горизонты в персонализированной медицине. Использование 3D-печати и компьютерного моделирования позволяет создавать имплантаты, идеально подходящие под анатомию конкретного человека, что значительно снижает риски осложнений.
Перспективы:
- Дальнейшая оптимизация титановых метаматериалов.
- Изучение долгосрочных эффектов имплантации.
- Внедрение новых методов фиксации для повышения стабильности.
Этот проект — важный шаг к тому, чтобы сделать операции на позвоночнике безопаснее и эффективнее.
Исследование опубликовано в «Российском журнале биомеханики»
Фото: Freepik
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
