Исследователи из НИТУ «МИСиС» совместно с биологами из НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи предложили экономичный способ испытаний прочности врастания костных имплантатов при дефектах черепа. Метод предполагает использование мышей вместо крупных животных. При этом расходы сокращаются в 50 раз, позволяя собрать больше статистического материала и быстрее перейти к клиническим исследованиям. Результаты работы опубликованы в Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
При создании любого нового материала для имплантата сначала проводятся испытания на животных, и только потом разработка переходит на этап клинических исследований. В случае с черепными травмами исследователи при испытаниях интеграции имплантата используют метод механического выталкивания.
Материалы для современной имплантологии должны быть близки по свойствам к костной ткани, при этом зона интеграции имплантата должна быть достаточной для обеспечения прочного соединения и равномерного распределения нагрузки на восстанавливаемый участок кости. Прочность сращения имплантата с костью — важный параметр оценки применимости имплантата в черепно-лицевой и спинальной хирургии.
Доклинические исследования костных имплантатов проводятся на крупных животных из-за размера дефектов, наиболее близких к человеческим случаям. Однако это обходится дорого.
«Чем крупнее животное, тем дороже его закупочная стоимость и содержание – расходы на корм, содержание помещений и зарплату обслуживающего персонала. Плюс затраты на операции – наркоз, антибиотики, труд ветеринарных хирургов и послеоперационный уход – также возрастают. В среднем затраты на эксперимент с крупными животными могут быть ориентировочно в 50–100 раз выше относительно мелких, например мышей», — рассказывает одна из исследователей, главный научный сотрудник НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи, профессор Анна Карягина.
Ученые представили результат исследования, в котором механический тест выталкивания был опробован на мышах. Технология была адаптирована для мышей с костными дефектами критического размера, то есть такими, которые не заросли бы сами за время эксперимента.
«Метод в сочетании с традиционными компьютерной томографией и гистологией позволяет наглядно показать результаты имплантации на мелких лабораторных животных, учитывая структуру, медико-биологические характеристики и механические свойства», – рассказал соавтор разработки, директор НОЦ биомедицинской инженерии НИТУ «МИСиС» Федор Сенатов.
По словам разработчиков, исследования на грызунах позволят значительно сократить расходы, а также получить расширенную статистику благодаря увеличению количества животных в эксперименте.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
