Ученые Лаборатории керамических композиционных материалов и биоматериалов (№20) Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН представили инновационные инъекционные костные цементы на основе фосфатов магния и кальция, модифицированные гиалуронатом натрия. Разработанные материалы обладают высокими механическими свойствами, улучшенной инъекционностью и биосовместимостью, что открывает новые перспективы в восстановлении костной ткани.
Восстановление костной ткани остается одной из приоритетных задач современной медицины, особенно в случаях травматических повреждений, онкологических заболеваний и дегенеративно-дистрофических патологий. Известные синтетические остеозамещающие материалы на основе кальций-фосфатных соединений являются перспективной альтернативой, однако их механические и биологические свойства требуют улучшения для их максимального приближения к нативной костной ткани человека.
По предположениям ученых, введение катионов магния улучшит биологические свойства цементов, а гиалуронат натрия повысит их инъекционную способность, что позволит применять их в малоинвазивной хирургии. Исследователи разработали кальций-фосфатные цементы с магниевым содержанием 20%, 40% и 60% и с добавлением гиалуроната натрия. В рамках исследования также были проведены биологические испытания, в том числе исследование на цитотоксичность и моделирование закрытия костного дефекта in vivo.
Результаты работы показали, что введение катионов магния увеличивает способность поддерживать адгезию и пролиферацию клеток, а также остеогенную дифференцировку мезинхимальных стволовых клеток, стимулируя экспрессию генов, которые играют ключевую роль в минерализации костной ткани. Добавление гиалуроната натрия не только улучшило инъекционность материала, но и увеличило механическую прочность.
«Разработанный нами инъекционный костный цемент на основе фосфатов магния и кальция может стать альтернативой классическому цементу из полиметилметакрилата. Дальнейшая работа будет направлена на внедрение в повседневную медицинскую практику, в том числе на клинические испытания материала» — обозначил Владимир Сергеевич Комлев, директор ИМЕТ РАН, член-корреспондент Российской академии наук, доктор технических наук, профессор РАН и МГУ.
Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Science. Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства здравоохранения Российской Федерации и Российского научного фонда.
Изображение: пресс-служба ИМЕТ РАН
