В последнее время в некоторых отраслях медицины, в частности, при лечении переломов, врачи все чаще делают ставку на медицинские продукты нового типа – биологические имплантаты.
Альтернативное решение
В настоящее время, для того чтобы соединить сломанную кость, хирурги обычно используют пластины или шурупы из титана. Этот легкий, но прочный металл легче связывается с костной тканью и реже становится причиной инфекций по сравнению с применявшейся ранее сталью. Тем не менее, встречаются пациенты, организм которых отрицательно реагирует на титан. Оптимальным выходом для них стал бы имплантат, самостоятельно расщепляющийся в организме. Еще больше обрадовались бы ему пациенты, вынужденные подвергаться повторной операции для извлечения титанового имплантата. К примеру, те, кому пластина на голеностопном суставе не позволяет носить высокую обувь. Или женщины, у которых шуруп в ключице трется о бретельку бюстгальтера.
Биологические имплантаты представляют собой винты, пластины, шурупы, штифты, штыри и прочие формы, изготавливаемые из материалов, подверженных биологическому расщеплению. Они рассасываются в организме после выполнения своей функции. В отличие от имплантатов, изготовленных из металла, биологические имплантаты не вызывают аллергических реакций, не ведут к износу суставов, а многим пациентам позволяют обойтись без повторной операции.
Расщепляющиеся имплантаты должны удовлетворять сразу двум требованиям. Во-первых, они должны оставаться «работоспособными» до тех пор, пока организм нуждается в их поддерживающей функции. Во-вторых, расщепление должно происходить так медленно, чтобы растущие кости или ткани постепенно заполняли освободившееся пространство.
Соперница титана
В качестве материала для изготовления биологических имплантатов чаще всего используют молочную кислоту (Milchsaeure), молекулы которой химическим способом объединяют в длинные молекулярные цепочки. В организме она расщепляется на диоксид углерода и воду.
В то же время большинство экспертов не считают молочную кислоту идеальным материалом для биологических имплантатов. Ее распад в организме в некоторых случаях чреват воспалительными процессами, локальным распадом костей или образованием кисты. Молочная кислота недостаточно стабильна для крупных шурупов и пластин, предназначенных для бедер и голеней, так что изготовленные из нее имплантаты используются главным образом при незначительных повреждениях и травмах. Имплантаты из молочной кислоты намного дороже изделий из титана. И наконец, при установке биологические имплантаты легко ломаются и проворачиваются, так что хирургам приходится соблюдать особую осторожность, а продолжительность операций заметно увеличивается. Поэтому целые научные коллективы сегодня работают над более совершенными биологическими имплантатами на основе магния.
В каждом отдельном случае хирургам приходится взвешивать достоинства и недостатки расщепляющихся биологических имплантатов по сравнению с титановыми. А поскольку специальные исследования по сравнению этих материалов почти не проводились, медикам приходится полагаться, прежде всего, на собственный опыт и предпочтения, с учетом пожеланий и степени информированности конкретного пациента.
Разрыв крестовидной связки
При разрыве передней крестовидной связки в колене (Kreuzbandriss), особенно когда пациент молод и ведет активный образ жизни, хирурги создают ее заменитель. Они берут сухожилие с мышцами с лицевой или обратной стороны колена и прочно прикрепляют его к большеберцовой кости и бедренной кости. Когда оно прирастет, то начнет выполнять функцию крестовидной связки. Для прикрепления врачи используют так называемые интерференционные шурупы (Interferenschrauben), которые в самом тонком месте имеют больший диаметр, чем высверленные в костях отверстия. Хирурги пользуются как титановыми шурупами, так и изготовленными из молочной кислоты, иногда в смеси с костным веществом гидроксилапатитом. Результаты использования биологических имплантатов в подобных случаях достаточно противоречивы. Основная проблема состоит в том, что расщепление биологического материала плохо управляемо. А оно не должно происходить быстрее, чем пересаженная ткань полностью возьмет на себя функцию крестовидной связки.
Повреждения хрящей
В результате падения или удара в коленном или голеностопном суставе может оторваться кусочек хряща вместе с прилегающим участком кости (Knorpelschaeden). При подобных травмах боль обычно быстро проходит, однако их последствия могут оказаться весьма серьезными. Небольшое повреждение увеличивается в размерах и может положить начало развитию артроза. Поэтому врачи для предупреждения артроза нередко просверливают хрящ и «пристегивают» отскочившую часть штифтами, изготовленными из молочной кислоты, так называемыми «pins». Однако, по мнению специалистов, подобные биологические имплантаты показаны отнюдь не в любом случае повреждения хряща. Особенно при серьезных травмах эксперты советуют воспользоваться проверенными титановыми шурупами, которые снова удаляют, когда кусочек костно-хрящевой ткани прирастает на прежнее место. Они считают, что повторная операция – все-таки лучший выход для пациента, чем ненадежная фиксация.
Искривление большого пальца
При искривлении большого пальца стопы (Ballenzeh или Hallux valgus), когда шины и ортопедические стельки уже не помогают, возникает необходимость в операции. При этом плюсневую кость искривленного пальца распиливают и сдвигают в исходное положение. Оба участка кости хирурги чаще всего соединяют титановым шурупом с двойной резьбой или накладывают небольшую титановую пластину. Некоторые врачи предпочитают для этой цели шурупы из молочной кислоты. В прошлом году на рынке появился первый шуруп на основе титанового сплава, самостоятельно расщепляющийся со временем. Непосредственное сравнение титановых и магниевых шурупов показало, что использование обоих продуктов дает вполне сходные результаты. Шурупы на основе магния используются также для некоторых других операций, например, на кисти руки. Магниевый сплав позволяет регулировать время до расщепления имплантата лучше, чем при использовании изделий на основе молочной кислоты.
Травмы на лице
Поскольку имплантаты из молочной кислоты менее стабильны по сравнению с титановыми, они ограниченно подходят для фиксации костей и суставов, испытывающих сильные нагрузки. В то же время при переломах лицевых костей они практически не уступают титановым. Об отличных результатах использования биологически расщепляющихся штифтов и пластин при переломах лицевых костей сообщает д-р Генри Леонардт из университетской клиники Дрездена. Он широко использует их, к примеру, для фиксации сломанных донных костей глазных впадин и корректировки неправильного положения костей черепа у детей. Нижний конец штифта, нагреваемого с помощью ультразвукового зонда, начинает плавиться, и штифт легко проскальзывает в просверленное отверстие. Верхний конец штифта таким же образом сваривают с пластиной.
Плечевые проблемы
При вывихе плеча (Verrenkung der Schulter), разрывах вращающей мышцы (Risse der Rotatorenmanschette) или сухожилия бицепса (Bizeps-Sehne) эффективность биологически расщепляющихся имплантатов трудно переоценить. Во всяком случае, сотрудники отделения плечевой и локтевой хирургии ортопедической клиники Koenig-Ludwig-Haus в Вюрцбурге используют биологические имплантаты везде, где необходима фиксация в непосредственной близости от сустава, поскольку они не создают никаких проблем на будущее. Так, при вывихе плеча часто рвется или надрывается суставная губа, окружающая суставную впадину. Хирурги из клиники в таких случаях используют один или несколько «якорей» (Schulteranker). Шуруп «якоря» закрепляется на поверхности сустава, а продетой сквозь него нитью фиксируют суставную губу или порванное сухожилие. Поскольку «якорь» более не подлежит удалению, расщепляющийся биологический имплантат, по мнению вюрцбургских хирургов, намного эффективнее продукта, изготовленного из титана, который со временем натирает сустав и в результате приносит больше вреда, чем пользы.
Сужение коронарных сосудов сердца
Медики давно уже пытаются изготовить шунты (Stents или Gefaessstuetzen), поддерживающие суженные венечные или коронарные сосуды сердца (verengte Herzkranzgefaesse) после их расширения в открытом состоянии, из биологических материалов. В 2012 году на рынке появился первый шунт подобного рода. Он состоит из молочной кислоты и теоретически обладает определенными преимуществами. Сосуды снова смогут нормально сужаться и расширяться, а в «обработанных» местах при необходимости возможен анастомоз (Bypass). Однако результаты ведущегося в настоящее время сравнительного исследования биологических и металлических шунтов будут получены только к концу 2016 года. Кроме того, био-шунты пригодны не для всех пациентов с суженными сосудами сердца, а их высокая цена в сравнении с металлическими шунтами служит для многих врачей дополнительным сдерживающим фактором.
Дефекты костей
Крупные дефекты костей, возникающие после перелома, операции или вследствие кисты, не проходят сами по себе. В подобных случаях медики используют наполнитель из заменителя кости (Knochenersatzmaterial). Благодаря пористой структуре он служит своего рода шиной, поддерживающей и способствующей росту костей, или источником сырья для твердой части кости. В настоящее время промышленность предлагает в качестве заменителей кости главным образом синтетические материалы в форме порошка, гранулята или подгоняемых по размеру блоков. Выбор материала в каждом конкретном случае определяется скорее предпочтениями хирурга, чем результатами научных исследований, в которых непосредственно сравнивались бы различные вещества. При этом используемые до сих пор Knochenersatzmaterialien при исправлении дефектов костей не в состоянии заменить кость как таковую. Хирургам приходится удалять эти материалы в ходе повторной операции, чаще всего на гребне подвздошной кости (Beckenkamm). Поэтому создание расщепляющихся биологических материалов для исправления дефектов костей облегчило бы работу хирургов и принесло немалую пользу пациентам.
