Ученые ПНИПУ разработали «цифровой конструктор» для создания эффективных костных имплантатов
Костная ткань человека обладает сложной пористой структурой, идеально адаптированной к нагрузкам. Однако при серьезных травмах она не всегда способна к регенерации, что требует замены участка имплантатом. Создать такой искусственный аналог сложно: он должен быть одновременно устойчивым к внешнему давлению, как натуральная кость, и иметь пористую структуру для прорастания клеток и сосудов. Существующие технологии не позволяют одновременно удовлетворить оба требования — традиционные методы создания простых геометрий и современное 3D-моделирование либо дают прочность без оптимальной биосовместимости, либо наоборот. В результате вживленные конструкции часто отторгаются, что ведет к повторным операциям и увеличивает сроки восстановления. Ученые Пермского Политеха разработали «цифровой конструктор» для создания скаффолдов, который позволяет одновременно управлять механическими свойствами и геометрией структур. Это обеспечивает оптимальное сочетание стойкости и совместимости с живыми тканями, необходимое для успешного приживления имплантатов и сокращения периода лечения.
Результаты исследований опубликованы в статье. Исследование выполнено в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования.
Костная ткань – это биологический материал, из которого образованы кости человека. Ее сложная пористая структура, состоящая из микроскопических балок-трабекул, идеально приспособлена для ежедневных нагрузок и служит поддерживающей средой для клеток и кровеносных сосудов. Однако при серьезных травмах и заболеваниях кость не всегда может восстановиться сама. В таких случаях требуется замена поврежденного участка.
Проблема в том, что создать искусственный аналог костной ткани достаточно сложно. Идеальный имплантат, или «скаффолд» (искусственный каркас для восстановления тканей), должен выполнять две ключевые задачи: во-первых, быть механически прочным, чтобы выдерживать нагрузку как натуральная кость, а во-вторых, иметь правильную пористую структуру, чтобы в него могли прорастать клетки и сосуды, постепенно превращая искусственный каркас в живую ткань.
Однако существующие технологии проектирования скаффолдов не всегда позволяют одновременно удовлетворить оба этих требования. Для создания костных аналогов сегодня применяют разные подходы. Традиционно инженеры создают конструкции с простой геометрией пор. Существуют и более продвинутые программы для 3D-моделирования, которые позволяют генерировать сложные решетчатые структуры. Однако эти методы имеют недостатки: одни позволяют создать прочную конструкцию, но не обеспечивают оптимальных условий для прорастания клеток и сосудов; другие хорошо имитируют биологические процессы, но не выдерживают механические нагрузки в организме.
Все это создает ключевое ограничение таких подходов — они не способны одновременно воспроизвести уникальную анатомию кости конкретного пациента и обеспечить идеальное сочетание прочности и биосовместимости. В результате искусственные конструкции часто плохо приживаются или не полностью выполняют свои функции, что требует повторных операций и продлевает сроки реабилитации пациентов.
Ученые Пермского Политеха предложили инновационное решение этой проблемы. Они разработали «цифровой конструктор» для создания искусственных костей.
Это специальная компьютерная программа, с помощью которой специалисты могут создавать 3D-объекты имплантатов, используя сложные математические модели. На их основе были спроектированы и сравнены различные типы структур: гироидные, алмазные и примитивные, которые наиболее точно повторяют архитектуру натуральной кости. Ключевая особенность технологии — возможность легко настраивать свойства конструкции под анатомические и биомеханические особенности каждого пациента. Такой подход позволяет создавать искусственные кости, которые организм воспринимает как собственные.
— Ключевая проблема традиционных скаффолдов — их упрощенная внутренняя архитектура. Они не повторяют сложную пористую структуру натуральной кости, что приводит к двум серьезным осложнениям: недостаточному приживлению с окружающими тканями и возникновению «эффекта стресс-экранирования», когда имплантат берет на себя всю нагрузку, а соседние костные участки постепенно атрофируются, — рассказала Наталия Еленская, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
Новая технология решает эти проблемы, точно воспроизводя природную структуру кости. Для этого программа анализирует данные компьютерной томографии пациента — определяет среднюю толщину костных перегородок и общую пористость. Например, в исследовании ученые использовали эталонную модель большеберцовой кости, где эти параметры составили 0,53 мм и 55,2%. Алгоритм автоматически подбирал геометрию «виртуальных кубиков», чтобы их характеристики совпали с эталонными, создавая идеальную биомеханическую копию.
— Наш подход позволяет регулировать ключевые параметры имплантата: размер и форму пор, толщину внутренних перегородок, общую плотность структуры. Это обеспечивает оптимальные условия для прорастания кровеносных сосудов и костных клеток, а также правильное распределение механической нагрузки, — объяснил Михаил Ташкинов, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
Ученые также проверили скаффолд в виртуальной среде. Они проанализировали, как разные модели будут вести себя под давлением и скручивающими нагрузками, чтобы найти самый прочный и надежный вариант.
— С помощью компьютерного моделирования мы определили оптимальные параметры микроархитектуры имплантата — форму и размер внутренних пор и перегородок, — которые обеспечивают не только механическую прочность, сравнимую с натуральной костью, но и создают подходящие условия для регенерации тканей, — добавил Михаил Ташкинов.
Полученные результаты создают основу для применения разработки для лечения сложных переломов, восстановления костных дефектов после удаления опухолей или травм, а также в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии при наращивании костной ткани.
Разработка прошла этап компьютерного моделирования и готова к проведению доклинических испытаний. Использование доступных промышленных компонентов и проверенных методов 3D-печати делает технологию экономически целесообразной для внедрения в медицинских учреждениях различного уровня. В перспективе это может кардинально изменить подход к лечению костных травм и заболеваний во всем мире.
Замена ТБС, много ли нас таких?
Вкратце опишу свою ситуацию. Август 2023 вылезли покраснения по всему телу, положили в КВД, лечили преднизолоном и дексаметазоном. На второй неделе ощутил сильнейшие боли во всех суставах. Выпиннули под наблюдение терапевта. Перестал колоть вообще всё, суставы пришли в норму через 2-3 дня. Ноябрь 2024 заболел правый тазобедренный сустав. Обратился в поликлинику, назначили то ли диклофенак, то ли мовалис. Не помогло. Работаю, болит всё сильнее. Снова в поликлинику, и опять те же препараты + рентген ТБС. На снимке коксартроз 1 стадии. Январь 2025 ложусь в ревматологию. Делают КТ, в описании коксартроз обоих суставов 3 стадии, но лечащий врач говорит "не артроз, а асептический некроз" То есть, лечение пилюлями бесполезно, только замена на имплант. Я в ахуе! Ещё врач в ревматологии сказала, что болячка сия возникла на фоне перенесённого ковида, хотя подтверждённых случаев у меня не было. Сейчас нахожусь в Кирове, поменяли левый сустав. Так вот, собственно вопрос: много ли нас таких "послековидных" с развалившимися суставами?
ps. Слышал версию об осложнении после ковидлы, когда кровь загустевает и кровоснабжение кости нарушается
В Кабардино-Балкарии запускают производство 3D-биоимплантов нового поколения
В Кабардино-Балкарском государственном университете имени Х.М. Бербекова завершена серия доклинических испытаний медицинских полимеров, предназначенных для биопечати имплантов нового поколения. Эти разработки учитывают индивидуальные особенности пациентов и предлагают ряд ключевых преимуществ.
Используемый для 3D-биопечати аппарат работает с биосовместимыми материалами, которые позволяют оперативно воссоздавать утраченные части человеческого тела — кожу, хрящи и костные структуры. Итоговые импланты обладают лёгкостью, устойчивостью к высоким температурам и полной совместимостью с современными методами диагностики, включая магнитно-резонансную (МРТ) и компьютерную томографию (КТ).
Одним из ключевых преимуществ технологии является индивидуальный подход: при создании имплантов учитываются анатомические особенности каждого пациента, что минимизирует риск отторжения. Доклинические исследования подтвердили высокий уровень биосовместимости, что позволяет рассчитывать на успешные результаты последующих клинических испытаний.
Изначально технология 3D-биопечати будет внедрена в нейрохирургии. Клинические испытания планируется начать уже в этом году на базе Кабардино-Балкарской республиканской клинической больницы. Проект реализуется в рамках программы стратегического развития «Приоритет-2030», направленной на внедрение инновационных технологий в медицину и повышение качества медицинской помощи.
Эта инициатива открывает новые перспективы для регионального здравоохранения и ставит Кабардино-Балкарию в ряд передовых центров по разработке и внедрению высокотехнологичных медицинских решений.
В каких случаях после установки имплантата можно сразу надевать на него коронку?
Если вы тут недавно, то читайте Сагу о стоматологии и смотрите прошлые видео, уверен, много нового для себя узнаете.
Если есть какие-то вопросы, то смело задавайте в комментариях.
Обязательно подписываемся и ставим лайк!
Не надо обижаться, если я вас отсылаю к какой-то главе, так как вопросов становится много, а разжевывать каждому одно и тоже по несколько раз тяжело.
Если что-то персональное, то пишите в ЛС в телеграм https://t.me/vadbel1310, отвечу всем. Консультация БЕСПЛАТНАЯ, мне не жалко.
И ещё! Если что-то срочное, то звоните +79057685253(телеги на номере нет) в 8 до 22 по Москве. Если не отвечаю, то значит работаю, пишите в телегу.
Если вдруг кому удобнее читать всё это в телеграме, то у меня есть паблик https://t.me/vadbel1310public Там дублируются все посты. Там удобнее навигация по главам.
Так как, вас становится нереально много, то СРАЗУ ПО ДЕЛУ! Не надо всяких прелюдий, а можно вопрос, удобно ли вам? и т.д. Пишем по пунктам.
Здравствуйте,
меня зовут ....,
я с Пикабу… или откуда-то ещё.
Из такого-то города\региона ( это важно чтобы смог сразу найти того, к кому можно будет вас направить, если что).
Задаем вопрос.
Если вопрос связан с заболеванием, то заполняем форму
Жалобы: что болит, когда выпало, когда появилось… и т.д.
История болезни: когда началось, где и когда пробовали лечить, когда удалили зуб и т.д. Соблюдаем хронологию. Стараемся рассказывать покороче.
Какие сопутствующие патологии: обмен веществ, инфекционные заболевания, какие препараты принимаем
Если возможно, то присылаем фотографию на телефон.
Кидаем снимки, если есть.
Если есть КТ, то кидаем на почту vadbel1310kt@yandex.ru В теме письма указываем ваш никнейм телеграме, чтобы я мог понять кто это прислал, посмотреть и ответить.
Что бы вы хотели получить от консультации? Совет? Направление? Лечение?
Пишите, пожалуйста, текстом, так как мне проще читать. Отвечать буду голосовыми, так как строчить ответ десяткам людей в день достаточно тяжело. Без обид, я стараюсь помочь всем.
Если хотите приехать на консультацию, то пишите в Телеграм. Если что работаю только в одном месте. Территориально станция метро Филевский парк! На то, что написано в поисковиках не смотрим!
Если не отвечаю, то могу быть загружен, позже напишу. Если вдруг забыл про вас, не стесняемся, через день-другой напоминаем. Живу в очень интенсивном ритме.
И не забываем вступать в Лигу плохих зубов!
Наночастицы «пескоструят» трудноустранимые бактерии из имплантатов суставов
Благодаря достижениям в области здравоохранения, медицины и диеты мы все живем дольше. И поддержание качества жизни по мере старения часто означает замену частей тела, которые со временем изнашиваются.
В частности, все более распространенными становятся замены суставов. Только в США ежегодно проводится около 3 миллионов операций по замене тазобедренного и коленного суставов, согласно Американскому реестру замены суставов.
Хотя большинство этих процедур проходят без дальнейших инцидентов, около 2 процентов пациентов сталкиваются с инфекцией в месте имплантации, которую невозможно вылечить антибиотиками. И хотя это лишь небольшая часть от общего числа пациентов, в реальном выражении это затрагивает тысячи людей каждый год.
Сложность лечения этих инфекций обусловлена биопленкой — тонким слоем клеток, который бактерии используют для защиты от атак, — которая образуется в месте заражения и даже на самом имплантате.
До сих пор удаление биопленки с целью лечения инфекции требовало большего количества хирургических операций, но израильский стартап в области медицинских технологий Dimoveo Medical нашел способ использования наночастиц железа для удаления биопленки с помощью гораздо более короткой и менее инвазивной процедуры.
«Как только вы оказываетесь в ситуации, когда у вас инфекция, не поддающаяся лечению антибиотиками, вы возвращаетесь в операционную и снова проводите операцию», — говорит Яир Рамот, основатель и генеральный директор Dimoveo, в интервью NoCamels.
Устройство Dimoveo помещается на колено, а наночастицы, содержащиеся в физиологическом растворе, вводятся в место операции (Фото: предоставлено)
После того как место операции снова открыто, имплантат и инфицированный участок тела промывают большим количеством физиологического раствора для удаления биопленки и возможности введения антибиотиков.
К сожалению, Рамот говорит, что эта процедура эффективна лишь примерно для половины людей, страдающих от инфекции в месте имплантации.
«Они промывают его большим количеством физраствора и молитвами, потому что 50 процентов этих пациентов возвращаются снова с другой инфекцией. Она не проходит», — говорит он.
А если инфекция возвращается, то шаги по ее удалению становятся гораздо более инвазивными, требуя еще одной операции, которая включает полное извлечение имплантата и тщательную очистку и удаление любых следов бактерий с него и с места операции.
По словам Рамота, имплантат можно вводить повторно только через три месяца и только в том случае, если в месте установки по-прежнему нет инфекции.
По его словам, даже при таком радикальном шаге существует 25-процентная вероятность того, что инфекция вернется.
«Затем у вас развивается хроническая инфекция, а это значит, что вам придется принимать антибиотики всю оставшуюся жизнь. Это действительно плохая ситуация», — говорит Рамот.
Запатентованное решение компании Dimoveo заключается в частичном повторном открытии хирургического участка и заполнении области физиологическим раствором, содержащим наночастицы железа. Затем наночастицы подвергаются воздействию ультразвуковых волн, заставляя их вращаться на высокой скорости, чтобы разрушить биопленку и дать возможность лечить инфекцию антибиотиками.
«Я бы назвал это эффектом пескоструйной обработки в наномасштабе», — говорит Рамот. На самом деле, название Dimoveo происходит от латинского слова, означающего «удалять» или «извлекать».
Весь процесс, который проводится под анестезией, занимает менее часа. И он, и период восстановления в несколько недель значительно короче, чем при ранее доступных вариантах, говорит Рамот.
Решив отказаться от использования все более агрессивных лекарственных препаратов для проникновения в биопленку, компания Dimoveo, основанная в 2020 году, решила полностью удалить этот слой с помощью механической энергии, вымыв его и открыв путь эффективному использованию антибиотиков.
Идея фактического процесса очистки биопленки пришла от доктора физики, который развил существующее использование ультразвука, добавив наночастицы. Железо было выбрано для наночастиц, поскольку они уже были одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, объясняет Рамот, который сам является опытным предпринимателем в области медицинских устройств и имеет степени как в области биомедицинской, так и в области машиностроения.
Димовео пока сосредоточен на имплантатах колена. Но Рамот говорит, что процедура подходит для любого вида замены суставов, например, колена, бедра, лодыжки, плеча и позвоночника, а также переломов костей, требующих установки винтов или пластины.
«Мы решили начать с колена, потому что это самая распространенная и самая простая процедура, доказывающая нашу эффективность», — говорит он.
Большая часть финансирования процесса разработки поступила от Израильского управления инноваций — правительственного департамента, занимающегося продвижением национального технологического сектора на международной арене, а также от израильского инкубатора медицинских технологий MEDX Xelerator , в офисах которого в центральном городе Ор-Йехуда также располагается Dimoveo.
«Работать в MEDEX очень хорошо, — говорит Рамот. — Там очень много поддержки».
По словам Яира Рамота, метод очистки Димовео подходит для любого вида имплантатов суставов (фото: предоставлено)
В настоящее время стартап намерен собрать дополнительные 5,5 млн долларов, чтобы провести клинические исследования, которые он планирует завершить в медицинских центрах Израиля, Мичигана и Хельсинки.
Dimoveo уже провела исследования без участия человека в больнице в Питтсбурге, чтобы показать, что наночастицы могут успешно очищать биопленку и что сам метод полностью безопасен для пациента, который уже прошел через болезненную хирургическую процедуру. Он также показал, что хирурги-ортопеды могут включить этот процесс в свои текущие стандарты лечения.
Dimoveo также готовится подать заявку на одобрение в FDA, что является важным шагом для вывода устройства на рынок США.
Стартап планирует вывести устройство на рынок в середине 2025 года, стремясь найти стратегического партнера в лице крупной, авторитетной компании в этой области, чтобы помочь выйти на рынок.
Рамот объясняет, что как только это будет достигнуто, следующим шагом станет создание продукта нового поколения, который можно будет включить в первоначальную операцию по замене сустава, чтобы полностью предотвратить развитие инфекции.
«Мы не наносим никакого вреда здоровым тканям; мы не наносим никакого вреда самому импланту», — говорит Рамот. «Это очень важно».
Перевод с английского
Кратко о стоматологии. Видео 33. Почему важно сделать чистку и вылечить кариесы перед имплантацией?
Если вы тут недавно, то читайте Сагу о стоматологии, уверен, много нового для себя узнаете.
Если есть какие-то вопросы, то смело задавайте в комментариях.
Обязательно подписываемся и ставим лайк!
Не надо обижаться, если я вас отсылаю к какой-то главе, так как вопросов становится много, а разжевывать каждому одно и тоже по несколько раз тяжело.
Если что-то персональное, то пишите в ЛС в телеграм https://t.me/vadbel1310, отвечу всем. Консультация БЕСПЛАТНАЯ, мне не жалко.
И ещё! Если что-то срочное, то звоните +79057685253(телеги на номере нет) в 8 до 22 по Москве. Если не отвечаю, то значит работаю, пишите в телегу.
Если вдруг кому удобнее читать всё это в телеграме, то у меня есть паблик https://t.me/vadbel1310public Там дублируются все посты. Там удобнее навигация по главам.
Так как, вас становится нереально много, то СРАЗУ ПО ДЕЛУ! Не надо всяких прелюдий, а можно вопрос, удобно ли вам? и т.д. Пишем по пунктам.
Здравствуйте,
меня зовут ....,
я с Пикабу… или откуда-то ещё.
Из такого-то города\региона ( это важно чтобы смог сразу найти того, к кому можно будет вас направить, если что).
Задаем вопрос.
Если вопрос связан с заболеванием, то заполняем форму
Жалобы: что болит, когда выпало, когда появилось… и т.д.
История болезни: когда началось, где и когда пробовали лечить, когда удалили зуб и т.д. Соблюдаем хронологию. Стараемся рассказывать покороче.
Какие сопутствующие патологии: обмен веществ, инфекционные заболевания, какие препараты принимаем
Если возможно, то присылаем фотографию на телефон.
Кидаем снимки, если есть.
Если есть КТ, то кидаем на почту vadbel1310kt@yandex.ru В теме письма указываем ваш никнейм телеграме, чтобы я мог понять кто это прислал, посмотреть и ответить.
Что бы вы хотели получить от консультации? Совет? Направление? Лечение?
Пишите, пожалуйста, текстом, так как мне проще читать. Отвечать буду голосовыми, так как строчить ответ десяткам людей в день достаточно тяжело. Без обид, я стараюсь помочь всем.
Если хотите приехать на консультацию, то пишите в Телеграм. Если что работаю только в одном месте. Территориально станция метро Филевский парк! На то, что написано в поисковиках не смотрим!
Если не отвечаю, то могу быть загружен, позже напишу. Если вдруг забыл про вас, не стесняемся, через день-другой напоминаем. Живу в очень интенсивном ритме.
И не забываем вступать в Лигу плохих зубов!
Как вернуть все зубы, когда все доктора отказывают
"Мне отказали в операции по восстановлению зубов, и я приехал к вам из Таиланда. И с этого момента моя жизнь изменилась навсегда.”
Своих зубов у Михаила к этому моменту уже было мало. А те что остались, к сожалению, уже были подвижны и подлежали удалению. И все что хотел наш пациент из Таиланда - просто есть простую еду и хотя бы иногда говорить без стеснения.
Доктор Севак Нодарович, выслушав историю пациента на первой консультации, сразу же взялся за лечение и провел диагностику. После изучения диагностики составил понятный для пациента план лечения:
Доктор: Барсегян Севак Нодарович
Пациент: Денщиков М.В
Проблема :
Подвижность, отсутствие и разрушенность зубов, нарушение прикуса
Несостоятельность конструкции по истечению времени
Решение :
Тотальное удаление зубов
Операция по методике All-on-6 на нижней челюсти и по методике V-II-V на верхней челюсти
Протезирование по запатентованной методике
Этапы лечения:
1 день - диагностика и консультация
2 день - санация рта ( профгигиена) и имплантация (удаление несостоятельных зубов и установление имплантов)
3 день - фиксация постоянных зубов (ортопедических конструкций)
Обычно после таких историй к нам поступают вопросы о цене. И комментарии о квартире в рот. Давайте и это разберем здесь.
Стоимость: Восстановление зубов по методике All-on-4 с постоянной зубной конструкцией - 339 000 руб за 1 челюсть под ключ!






