Части тела: российское будущее искусственных органов человека

Проблема травматологии, ортопедии и протезирования не интересует полноценных людей, в чьей жизни, к счастью, не произошло непоправимых несчастий. Однако зарекаться от этого никто не может, и уж тем более мы не можем оставлять в беде тех, с кем эти несчастья произошли. Каковы масштабы трагедии, и какие материалы используются и будут использоваться для замены утраченных конечностей?

В рамках круглого стола «Комплексный инновационный подход к разработке и производству медицинских изделий для травматологии, ортопедии и протезирования» форума «Биотехмед-2019» мы поговорили со Светланой Скворцовой, доктором технических наук и профессором кафедры «Материаловедение и технология обработки материалов» Московского авиационного института.

Сейчас в мире используется около полусотни различных материалов для замены более чем 40 различных частей человеческого организма. В год количество имплантируемых устройств в мире составляет более пяти миллионов! В травматологии и ортопедии наиболее широко используются титан и титановые сплавы, кобальтовые сплавы, коррозионно-стойкие стали, тантал, сверхвусокомолекулярный полиэтилен и акрилцементы, которые должны соответствовать требованиям всех международных стандартов.

Из чего состоят протезы?

Любой эндопротез состоит из узла движения (наиболее часто применяемая пара трения металл-политиэлен) и элементов (ножек), которые фиксируются в костных структурах непосредственно или при помощи костного цемента. Срок службы эндопротеза определяется работоспособностью узла движения и надежностью несущей конструкции.

Известные мировые лидеры в производстве эндопротезов: Zimmer-Biomed, De Puy, Smith&Nephew, Stryker, которым принадлежит более 60% международного рынка.

В России имплантируемые изделия выпускаются малыми производственными компаниями, такими как ФГУП «ЦИТО», ФГУП «ОЗ им. Илизарова», ЗАО «Имплант МТ», ООО «Остеомед», ООО «Эндосервис», ООО «Титанмед», ООО «Конмет», ООО «ЗАО Трек-Э Композит», которым трудно конкурировать с мировыми лидерами.

Однако, по мнению Александра Губина, директора ФГБУ РНЦ «ВТО» им Илизарова, мы живем в условиях нехватки качественных медицинских изделий российского производства. При этом врачи заинтересованы в их использовании и готовы принимать активное участие в определении основных направлений разработок.

Многие фундаментальные и научные разработки российских ученых имеют мировой приоритет. На базе этих разработок были созданы уникальные технологии обработки сплавов на основе титана, а также «интеллектуальных» сплавов с памятью формы не только для авиаций, ракетной и космической техники, но и для решения приоритетных медицинских проблем мирового уровня. Это позволило создать полностью титановые гипоаллергенные эндопротезы суставов с наноструктурированной бактериостатической поверхностью с высокой износостойкостью. А полностью титановые онкопротезы позволяют производить раннюю диагностику возможного рецидива опухоли при помощи МРТ, что невозможно осуществлять, если протезы изготовлены из кобальтового сплава или нержавеющей стали.

Чего ждать в будущем?

Если говорить о будущем российских протезов, то основными направлениями исследований станут разработка новых биологически и механически совместимых имплантатов для остеосинтеза и замещения дефектов опорно-двигательного аппарата, создание персонализированных медицинских изделий с использованием аддитивных технологий и специализированного программного комплекса их жизненного цикла, разработка остеопластических материалов на основе биологических и синтетических матриксов.

Медицина традиционно является консервативной наукой, и любой новый материал проходит долгий путь испытаний, поэтому российские специалисты также нацелены на разработку технологий обработки материалов, обеспечивающих значительное повышение их служебных и функциональных свойств.