Сотрудники НИИ онкологии Томского НИМЦ первыми в России начали проводить реконструктивно-восстановительные операции по закрытию костных дефектов лица с помощью 3D-имплантатов из нанокерамики. Разработчиками имплантатов являются ученые лаборатории медицинских материалов ТГУ, в которую входят сотрудники университета, ИФПМ СО РАН и НИИ онкологии. Здесь же материаловеды изготавливают конструкции, которые хирурги-онкологи используют в наиболее сложных клинических случаях.
– Чаще всего технические затруднения возникают при работе с верхней
челюстью из-за особенностей ее анатомического строения, – говорит
старший научный сотрудник НИИ онкологии ТНИМЦ Денис Кульбакин. –
Верхняя челюсть имеет множество изгибов, поэтому восполнить недостающий
фрагмент за счет «родных» тканей пациента невозможно.
До недавнего времени дефекты костной ткани, появившиеся в результате травмы или радикального хирургического вмешательства, закрывали протезами из пластика, полиэтиленов, титана и его сплавов. Металлические имплантаты сейчас составляют около 70 процентов от общего количества, однако до 40 процентов отторгаются из-за развития воспалительных процессов. Одной из причин этого осложнения является то, что ранее пациенты перенесли лучевую и/или химиотерапию. Имплантаты из нанокерамики решают проблемы приживаемости и анатомического сходства одновременно.
– По составу этот материал напоминает родную кость пациента, – говорит руководитель лаборатории медицинского материаловедения ТГУ Сергей Кульков. – При его изготовлении используются оксиды циркония, алюминия и их смеси. Они безопасны для организма и входят в международный реестр ISO. Чтобы полностью повторить форму утраченного фрагмента, мы создаем его прототип – переводим КТ-снимки пациента в формат трехмерной модели черепа.
Затем его и твердые ткани, окружающие дефект, разработчики печатают из
пластика на 3D-принтере и проводят примерку. На завершающем этапе
ученые создают матрицу, заполняют ее смесью керамического порошка с
полимерами, после спекания готовый имплантат отдают на стерилизацию
медикам.
Лаборатория медицинских материалов ТГУ создана в рамках Проекта 5-100 и объединяет ученых университета, ИФПМ СО РАН, НИИ онкологии Томского НИМЦ. Лаборатория успешно работает 4 года, действует в рамках консорциума «Сетевой центр «Объемная реконструкция костных дефектов», входит в САЕ «Институт «Умные материалы и технологии» и САЕ «Институт биомедицины» ТГУ.
Первый протез из пористой нанокерамики был успешно установлен в 2017 году 26-летней пациентке из Тывы, которая утратила часть верхней челюсти из-за остеогенной саркомы. Результаты контрольного обследования, проведенного спустя несколько месяцев после вмешательства, свидетельствуют о том, что в зоне прикрепления имплантата воспаления нет, то есть новый материал прижился и органично сосуществует с родными тканями.
Подобное хирургическое вмешательство было проведено пациентке из Кемеровской области с диагнозом «рак верхнее-челюстной пазухи». Хирурги сделали резекцию, спустя некоторое время образовавшиеся дефекты закрыли имплантатом, изготовленным в лаборатории ТГУ, и мягкими тканями с голени женщины. Восстановительное лечение для обеих пациенток было бесплатным и проводилось за счет государственной квоты.
– На днях восстановительная операция будет проведена 25-летней жительнице Новосибирска с доброкачественной опухолью нижней челюсти, – говорит хирург-онколог Денис Кульбакин. – Объемная киста полностью разрушила костную ткань. Удалять поврежденный участок и устанавливать имплантат будем одномоментно, то есть человеку не придется жить с серьезным косметическим дефектом.
По оценкам медиков, в подобных операциях ежегодно нуждаются десятки пациентов НИИ онкологии. В стране количество таких больных исчисляется тысячами и сотрудничество онкологов и материаловедов дает им возможность вернуться к нормальной жизни.
В настоящее время ученые НИИ онкологии под руководством директора Томского НИМЦ академика Евгения Чойнзонова проводят исследования по этой тематике. Результатом станут рекомендации, которые помогут другим клиникам внедрять новую медицинскую технологию реабилитации онкобольных с использованием имплантатов из нанокерамики.