Можно ли заменить все суставы и кости человека копиями из металла?

Искусственная кость

Когда речь идет об искусственной кости, то делается она из материалов, похожие на кости, созданные в лаборатории, которые можно использовать в костных трансплантатах для замены костей, утраченных из-за серьезных переломов и заболеваний костей.

Общее описание

Кости — это жесткие органы, которые выполняют различные функции в организме человека (или, как правило, у позвоночных, включая механическую выносливость, защиту мягких органов, выработку крови (из костного мозга) и т. д. Кость представляет собой сложную ткань: прочная, эластичная и самовосстанавливающаяся.

Поврежденные кости могут быть заменены костями из других частей того же тела (что ограничивает количество имеющихся костей), из трупов или с использованием различных керамических или металлических сплавов (что может привести к отторжению телом).

Исследования

Было проведено много исследований по созданию искусственных костей. Ричард Дж. Лагоу из Техасского университета в Остине разработал способ создания прочной пористой структуры, похожей на кость из костного порошка, которая после попадания в организм может способствовать росту кровеносных сосудов, и будет постепенно заменена натуральной костью.

Исследования в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли привели к получению металлокерамического композита, который как и кость, имеет тонкую микроструктуру, которая может помочь в создании искусственных костей. Группа британских ученых разработала инъекционную кость, мягкое вещество, которое затвердевает в организме. Они выиграли награду «Medical Futures Innovation» за свое открытие, и планируют протестировать этот материал в клинических испытаниях.

Исследователи из Колумбийского университета добились анатомически правильный рост кости челюсти человека, используя стволовые клетки, хотя это была только твердая кость, без других обычно сопровождающих ее тканей, таких как костный мозг, хрящ или кровеносные сосуды.

Другие исследователи в биокерамической лаборатории Istec в Италии создали почти идентичный заменитель человеческих костей. Заменитель кости имеет пористую структуру, которая позволяет кровеносным сосудам и другим вспомогательным тканям проникать в него, обеспечивая идеальную интеграцию в кость реципиента. Процесс был проверен на овцах и не показал признаков отторжения после нескольких месяцев.

У людей часто возникает такое заболевание, как остеоартроз. Это болезнь, связанная с суставами. В большинстве случаев у человека суставы становятся менее подвижными, появляется сильная боль. Если случай запущенный, тогда сустав перестает быть подвижным. Если говорить об артрите и артрозе, то причина второго – это процессы, происходящие внутри хряща сустава. При этом это дегенеративные процессы.

Чтобы эндопротезы могли дальше двигаться, а конечность не ампутировали, следует воспользоваться внутренними протезами.

Из какого металла делают суставы и кости

Ученые стали брать именно титан для создания протезов. При этом титан идет абсолютно чистый, его не соединяют ни с какими другими металлами. Таким образом, убирают возможность гальванической пары. Титан и костная ткань по упругости практически идентичны.

Поэтому данный материал для костей и суставов считается самым подходящим. По сравнению со сталью титан отличается не столь быстрой усталостью металла. Еще он биосовместим. Когда он контактирует с тканями человеческого организма, то не происходит никакой реакции. Однако чтобы сделать качественный протез, необходимо улучшить свойства титана.

Нанокерамика, ее особенности

Была использована термоводородная обработка. Когда температура поднималась, титан расплавлялся. И в это время он насыщался ионами водорода. С их помощью из металла создавались отдельные микронные частицы, а также разрушалась решетка из кристаллов. Титан в результате всех этих действий становился твердее. Но при этом совсем не менялись такие его качества, как биосовместимость и упругость.

Еще одна технология, которая была использована, — изделие помещали в вакуумную камеру и обрабатывали его ионами азота. Последние способны проникнуть внутрь металла, в результате чего на поверхность напыляется дополнительный слой. Благодаря такому моменту поверхности, которые трутся между собой, становятся более износостойкими. А это играет важную роль для суставов. Ученые в такой способ получают нитридную керамику.

Бедро, колено…

В России эндопротезы используются при таких заболеваниях, как перелом шейки бедра, артроз. Некоторые протезы нуждаются в фиксации (с помощью цемента), некоторые крепятся без помощи этого материала. Имеются также онкологические протезы. Они способны заменить определенную часть бедренной кости либо кость, которую ранее удалили в результате раковой опухоли.

Специалисты также занялись и коленом. Если говорить о протезах коленного сустава, то здесь выделяют разные виды согласно их назначению. Есть онкологические варианты. У них содержится модуль, который ставят вместо большой берцовой кости либо участка дистального отдела бедренной кости, который был удален. Также выделяют сустав, который пригодится в случае поражения либо артроза.

До того момента, когда появились онкологические эндопротезы, в случае рака кости сразу ампутировали конечность. Без вариантов. Но сегодня специалисты способны вернуть человека к обычной жизни и не сделать его инвалидом. Если протез качественный, тогда сустав будет нормально двигаться.

Хирурги проводят такие операции. Они убирают те ткани, которые были поражены. При этом сохраняются здоровые ткани. Во время хирургического вмешательства восстанавливается мышечный футляр сустава. Затем сухожилия подшиваются к самому протезу. Благодаря этому обеспечивается быстрое восстановление. Больные буквально на 3 день уже могут ходить. Но при этом нагрузка должна быть минимальной.

Источник: Территория знаний

https://tagweb.ru/2017/09/25/kak-pozabotitsja-o-sustavah/

Поделиться ссылкой:

Комментарии
Загрузка...

Здравствуйте! Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Вы видите это сообщение во исполнение нами Федерального закона от 27.07.2006 N 152-ФЗ "О персональных данных". Закрыть Читать далее