Биоэлектрический имплантат из Томска ускорил срастание костей в 4,6 раза

Команда исследователей из Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Китая и Португалии представила прорывную разработку – умный трехмерный каркас для регенерации костных тканей. В основе технологии лежит уникальный биоэлектрический материал, способный кардинально ускорить заживление сложных переломов.

Биоэлектрический имплантат из Томска ускорил срастание костей в 4,6 раза

Ключевая проблема при восстановлении крупных дефектов костей заключается не только в необходимости вырастить новую ткань. Для полноценного функционирования костной структуре требуется интеграция кровеносных сосудов и нервных окончаний. Без этой сложной системы питания и иннервации процесс регенерации замедляется или останавливается.

Новинка от ученых ТПУ решает эту задачу комплексно. Имплантат представляет собой пористую полимерную матрицу, напечатанную на 3D-принтере и насыщенную магнитоэлектрическими наночастицами. Эти частицы состоят из ферромагнитного ядра и специальной пьезоэлектрической оболочки. При воздействии внешнего безопасного магнитного поля ядро деформируется, заставляя оболочку генерировать слабые микротоки. Этот эффект полностью беспроводной и не требует имплантации проводов или батареек.

Биоэлектрический имплантат из Томска ускорил срастание костей в 4,6 раза

Сгенерированные электрические импульсы имитируют естественные биотоки, возникающие в здоровой кости при движении. Это служит мощным сигналом для клеток организма:

  • Остеобласты (клетки-строители) получают стимул к активному делению, что ускоряет формирование новой кости.
  • Эндотелиальные клетки начинают формировать новые капилляры, создавая сеть для кровоснабжения растущей ткани.
  • Нейроны прорастают внутрь каркаса, восстанавливая нервную проводимость.

Лабораторные испытания in vivo на модели дефекта бедренной кости у грызунов продемонстрировали феноменальную эффективность. За восемь недель наблюдений новая технология ускорила рост сосудистой сети в 3,1 раза, а полное восстановление объема костной ткани произошло в 4,6 раза быстрее по сравнению с контрольными группами. Кроме того, внутри каркаса зафиксирован почти двукратный рост уровня кальция – главного маркера минерализации кости.

По словам руководителя исследования Романа Сурменева, платформа объединяет функции временного протеза и активного клеточного стимулятора. Биорезорбируемый полимер со временем рассасывается, уступая место собственной ткани пациента. Разработчики видят потенциал применения метода не только в травматологии, но и в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и даже нейрохирургии для восстановления нервной ткани. Результаты работы опубликованы в престижном международном журнале ACS NANO.

 

Читайте также

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA