КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-25-20037

НазваниеРазработка концепции создания и применения новых керамических материалов для остеаугментации путем формирования и исследования биоинтегрированного комплекса «керамический аугмент − костно-суставной интерфейс» в эксперименте

Руководитель Волокитина Елена Александровна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-101 - Экспериментальная медицина

Ключевые слова Биокерамика, аугментация, кость, сустав, имплантат, остеозамещающие материалы, биоинтеграция, тканеэквивалентность, цирконат, стронций, кальций, лантан

Код ГРНТИ76.29.41

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Одной из актуальных задач современной травматологии, в том числе, остро стоящих в Свердловской области, является нерешенная проблема эффективной остеоинтеграции имплантата при возмещении дефектов костной ткани при травмах и заболеваниях костной ткани, в том числе у больных онкологического профиля после выполнения обширных резекций костных сегментов диафизарной и внутрисуставной локализации. Кроме того, требуют адекватного замещения с последующим ремоделированием костной ткани парциальные остеохондральные дефекты при дегенеративно-дистрофических поражениях суставных поверхностей, в результате локального асептического некроза нетравматического генеза, наиболее часто встречающиеся у пациентов трудоспособного возраста. Как резербируемые, так и нерезербируемые материалы, выступающие в роли костных аллотрансплантатов, имеют ряд достоинств и недостатков. Так, при применении остеокондуктивных фосфатных цементов часто возникает проблема несоответствия скорости биорезорбции аугмента со скоростью синтеза новообразованной кости. В качестве нерезербируемых аллопластических имплантатов часто применяют биомедицинские, в частности, титановые сплавы, которые в сочетании с высокой прочностью могут обладать токсичностью вследствие присутствия в их составе таких ионов, как (Ni2+, Co3+, Al3+, Cr3+), и, соответственно, пониженной биосовместимостью, вызывая аллергические и токсические реакции. Соответственно, создание нового нетоксичного нерезербируемого материала, сочетающего в себе высокие остеоинтегративные и прочностные характеристики, является актуальной задачей, решение которой позволит обеспечить условия для адекватного возмещения костных дефектов с последующим ремоделированием прилегающей костной ткани. Известная на сегодняшний день циркониевая керамика (допированный оксид цикония ZrO2) отличается хорошими механическими характеристиками, низким коррозионным потенциалом, отсутствием цитотоксичности и минимальной тропностью к бактериальной адгезии, что определяет возможность ее применения в качестве остеозамещающего материала. В связи с этим, весьма актуальной является задача модифицирования химического состава и структуры циркониевой керамики для получения материала с оптимальными механическими и остеотропными характеристиками. Результаты выполненных поисковых исследований показали, что применение в качестве нерезербируемого аллопластического импланта кальцийдопированного цирконата лантана La1.95Ca0.05Zr2O7 является возможным и демонстрирует положительные результаты в процессе костного ремоделирования. Выбор данного материала был обусловлен тем, что кристаллическая решетка цирконата лантана толерантна для различного рода замещений, в том числе ионами кальция и стронция. В процессе остеоинтеграции потенциально возможно высвобождение катионов лантана, кальция и стронция, что может оказывает благоприятное действие на процесс ремоделирования кости, в том числе, за счет экспрессии остеопонтина, который не только связывается с гидроксиапатитом кости, участвуя в ее формировании, но и имеет интегрин-связывающий домен и, следовательно, может способствовать прикреплению и пролиферации клеток на поверхности импланта. Однако, несмотря на перспективные первичные результаты, данный подход требует всестороннего развития, как с точки зрения травматологии и физиологии, так и химического материаловедения. На сегодняшний день остаются неясными влияние природы металла-допанта (кальция, стронция) на процессы остеоинтеграции. В частности, не изучена возможность ионного обмена аугмента и костной ткани. Отсутствуют данные по маркерам костного ремоделирования (остеогенеза, остеорезобции, воспаления) в эксперименте. Не установлена степень биомеханического соответствия аугмента на основе цирконата лантана и костной ткани. Настоящий проект направлен на решение этих задач, что, соответственно, обеспечит не только накопление фундаментальных знаний в вопросе ремоделирования костной ткани, но и сможет стать прорывом в создании новых, высокотехнологичных и высокоэффективных аллопластических материалов, пригодных для применения в современной медицине, а именно в травматологии, ортопедии и онкологии.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---