Przewiduje się, że z powodu starzenia się społeczeństwa w najbliższych latach dojdzie do wzrostu liczby złamań ortopedycznych. Wykorzystując nowy biomateriał do tworzenia implantów do stabilizacji kości, europejscy naukowcy dążą do umożliwienia lepszego i szybszego gojenia po urazach.
Fot. pixabay.com
Złamania kości często wymagają chirurgicznego wszczepienia implantów stabilizujących, takich jak gwoździe lub płytki, aby połączyć ze sobą fragmenty kości podczas gojenia. Zwykle są one wykonane z metalu lub materiałów kompozytowych, przez co ulegają zużyciu. Uwalniane w wyniku ścierania cząstki powodują stany zapalne, osteolizę i obluzowanie implantów. Często konieczne jest przeprowadzenie dodatkowych zabiegów rewizyjnych, które mają oczywiste konsekwencje socjoekonomiczne, co podkreśla potrzebę opracowania odpornych na zużycie, biozgodnych materiałów do użycia w implantach ortopedycznych.
MP-1 - obojętny, twardy, samosmarujący biomateriał
Naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu MP-ORIF rozwiązali ten problem dzięki nowemu, biozgodnemu materiałowi, który nie wywołuje stanów zapalnych. „Wynaleziony przez nas biopolimer MP-1 wywodzi się z zastosowań lotniczych i posiada wiele cech pożądanych w ortopedii, takich jak wytrzymałość, odporność na ścieranie i samosmarowanie”, podkreśla koordynatorka projektu i dyrektor technologiczna firmy MMA Tech Alisa Buchman.
MP-1 należy do rodziny związków zwanych poliimidami. Jest on stabilny pod względem termicznym – wytrzymuje temperatury do 700 °C – a ponadto jest czystym polimerem bez żadnych dodatków. W porównaniu z innymi polimerami, metalami czy ceramiką, wykazuje odporność na zmęczenie i pełzanie w temperaturze ciała, a przy tym podczas użytkowania nie uwalnia dużej ilości cząstek. Nawet jeśli dojdzie do uwolnienia cząstek, ich rozmiar przekracza 2 mikrony, przez co nie są one celem makrofagów, co minimalizuje ryzyko zapalenia spowodowanego tym materiałem.
Łatwy w produkcji biopolimer MP-1 jest przyjazny dla środowiska. Nie powoduje on alergii jak niektóre metale, a dzięki jego niskiej przewodności cieplnej jego użytkownicy nie będą odczuwać dyskomfortu przy zmianie pogody. Co ważne, jest on biozgodny i nie wymaga usuwania implantu po zagojeniu, co pozwala uniknąć konieczności przeprowadzania ponownych zabiegów.
Implanty ortopedyczne na bazie MP-1
Gdy MP-1 trafił na rynek, uzyskał znak CE do zastosowań w całkowitej endoprotezoplastyce stawu biodrowego w roli wkładki panewki protezy stawu biodrowego, zastępując materiały metalowe lub ceramiczne. Przy użyciu formowania tłocznego partnerom MP-ORIF udało się stworzyć implanty do leczenia pourazowego, takie jak gwoździe, płytki, wkręty i implanty do dystalnej części kości promieniowej. Zostały one przetestowane na modelach zwierzęcych, uzyskując bardzo obiecujące wyniki w zakresie tworzenia chrząstki i nowej kości, co wskazuje na zamknięcie szczeliny złamania. Materiał MP-1 charakteryzował się doskonałą biozgodnością i wymagał krótkiego okresu gojenia.
Zabiegi ortopedyczne przeprowadzane w związku z urazami wiążą się z koniecznością wykonywania długich cięć, które pozostawiają nieestetyczne blizny na zagojonej kończynie. Rozwiązanie MP-ORIF umożliwia chirurgowi wykonywanie minimalnie inwazyjnych zabiegów trwających mniej czasu. Czas towarzyszącej temu hospitalizacji i rekonwalescencji ulega skróceniu, co minimalizuje koszty opieki zdrowotnej i poprawia jakość życia pacjentów.
Jak mówi Buchman: „Implanty MP-1 będą prawdziwym przełomem w leczeniu urazów, oferując możliwość przeprowadzania wysokiej jakości zabiegów w małych i średnich szpitalach, a także w prywatnych klinikach”. Kolejnym krokiem jest przeprowadzenie badań klinicznych z udziałem ludzi w Europie i uzyskanie znaku CE, co pozwoli na dystrybucję nowych implantów na rynku globalnym.
Firma M.M.A. Tech Ltd rozszerza obecnie zastosowania materiału MP-1 na całkowite protezy stawu kolanowego, zastępując polietylen, oraz konstrukcje i implanty stomatologiczne, zastępując tytan.
