Проблема використання композитних імплантів, що біодеградують, у лікуванні переломів кісток (огляд літератури)

Abstract

Захворювання та травми опорно-рухової системи посідають друге місце серед причин травматизму і третє місце серед хвороб, що призводять до інвалідності дорослого населення. Ортопедичні імпланти займають особливе місце як у клінічній практиці, так і в біомедичній промисловості. Найбільшу зацікавленість викликають імпланти, здатні біодеградувати у разі їх імплантації в організм людини. Концепція імплантів, що біодеградують, з’явилася завдяки становленню й розвитку застосування шовних матеріалів, що розсмоктуються в організмі. Згодом цей вид матеріалу стали використовувати в процесі лікування переломів, оскільки в багатьох випадках кісткові уламки потребують лише тимчасового підтримання фіксатором, доти, поки не настане їх зрощення. Імплантувальні пристрої для внутрішньої фіксації для відновлення переломів, виготовлені з використанням полігліколевої кислоти (PGA), полімолочної кислоти (PLA) та сополімеру молочної кислоти та гліколіду (PLGA), набули популярності. Однак механічні властивості високопористих каркасів були порівняно більш слабкі проти тих, які потрібні для інженерії кісткової тканини. У процесі створення оптимального полімерного матеріалу, що біодеградує, необхідно подолати суперечність між міцністю та біодеградацією. PGA, забезпечуючи високу міцність фіксації, занадто швидко деградують, а PLGA, маючи високу кристалічність, практично не деградують, водночас поступаючись за міцністю і PGA, і біостабільним матеріалам. На сьогодні вчені докладають багато зусиль для розроблення композитів із фосфату кальцію та полімеру, зокрема гідроксилапатиту і трикальційфосфату (ТКФ). ТКФ з трьома поліморфними модифікаціями, зокрема α-ТКФ, β-ТКФ і α’-ТКФ, є ще однією добре відомою біокерамічною речовиною для відновлення кісток. β-TКФ привертає все більшу увагузавдяки його чудовій біосумісності, біоактивності і здатності до біодеградації. Композиційні матеріали на основі біоактивної кераміки здебільшого належать до матеріалів із додатковими перевагами, як полімери та кераміка, що біодеградують. Загалом ці композити відзначаються біосумісністю, остеокондуктивністю, механічною міцністю й остеогенними характеристиками. Водночас завдяки новим технологіям виготовлення, що з’явилися останніми роками, ці композитні матеріали є найперспективнішими матеріалами в галузі відновлення кісткових дефектів. Лікування переломів за допомогою імплантів усе частіше пов’язане з композиційними матеріалами. Біоматеріали мусять мати певні механічні властивості: біосумісність, біодеградацію, контрольовану швидкість біодеградації, хорошу механічну міцність і біоактивність. Біоматеріали, що використовують у процесі лікування переломів кісток, мають розпадатися впродовж певного часу, а додавання нанонаповнювачів може уповільнити швидкість розпадання композиту, що біодеградує.