Учёные использовали образцы из полиуретана при проверке новой методики, разработанной для того, чтобы снизить отторжение имплантатов организмом

В современной медицине более нескольких тысяч видов имплантатов — от кардиостимуляторов, сердечных клапанов, искусственных хрящей и межпозвоночных дисков до катетеров и искусственных суставов. В зависимости от назначения их изготавливают из титана, керамики, силикона и полимеров, таких как полиуретан. Однако даже самые качественные материалы, невзирая на расположение протеза и цель его эксплуатации, вызывают ответ иммунной системы, известный как «реакция на инородное тело». В результате вокруг имплантата образуется плотная капсула из соединительной ткани, развивается хроническое воспаление, а иногда — инфекции. Чтобы избежать этого, пациентам назначают специальное лечение, «усыпляющее» иммунитет, чтобы он не реагировал на имплантат. Однако это чревато ослаблением организма и большей подверженностью вирусным заболеваниям.

Ученые Пермского Политеха и УрО РАН разработали метод обработки имплантатов ионным пучком, который делает материал протеза «невидимым» для иммунитета. По результатам тестов это позволило снизить концентрацию воспалительных клеток в 5-12 раз. Исследование было профинансировано грантом от правительства Пермского края.

Ученые ПНИПУ предложили покрывать поверхность имплантатов высокоэнергетическими ионами азота. Под воздействием такой обработки структура материала меняется: на поверхности образуются особые микроскопические молекулярные структуры. Они действуют как «крючки», к которым прочно прикрепляются белки организма. В результате иммунные клетки не видят имплантат как что-то чужеродное и не пытаются его атаковать.

Несмотря на то, что метод подойдет под протез из любого материала, для проверки эффективности использовали образцы из полиуретана, поскольку он хорошо обрабатывается ионной плазмой. Такой тип имплантатов чаще всего применяют в сердечно-сосудистой хирургии (искусственные клапаны, сосудистые стенты), урологии (катетеры), травматологии (мягкие протезы) и даже в косметологии (филлеры).

Результаты подтвердили, что обработанные ионом имплантаты вызывали значительно меньшую реакцию. Толщина фиброзной капсулы вокруг обработанных имплантатов была в 2-4 раза меньше, чем у необработанных. Концентрация воспалительных клеток при этом снизилась в 5-12 раз. Выявили оптимальную дозу облучения — около 1015 ионов/см². Более интенсивная обработка может повредить поверхность и снизить эффект.

Ученые также отмечают, что имплантат необходимо вживлять сразу после обработки, чтобы достичь максимального эффекта. При длительном хранении активность поверхности снижается, поэтому важно минимизировать время между обработкой и операцией.