Молодые ученые НИТУ «МИСиС» совместно с МИП Biomimetix, действующего на базе университета, разработали титаново-никелевый имплантат, позволяющий проводить хирургическое лечение животных, страдающих коллапсом гортани. Первые операции с применением имплантатов уже были проведены на собаках породы мопс в одной из московских ветеринарных клиник.
Изделия из никелида титана с высоким содержанием никеля, обладающие эффектом памяти формы, давно и успешно применяются в медицине в качестве различного рода манипуляторов, имплантатов, стентов и пр. Современная медицина ориентируется на уход от традиционных хирургических операций к нетравматичным минимально-инвазивным вмешательствам, поэтому применение этого титанового сплава открывает новые возможности для лечения.
В НИТУ «МИСиС» сплав никелида титана использовали для решения прикладной задачи − разработки имплантатовов для собак породы мопс, страдающих коллапсом гортани. Эта характерная патология обусловлена дегенерацией и «сужением» хрящей гортани, которая приводит к обструкции (преграды и помехи) верхних дыхательных путей и, в конечном итоге, к асфиксии и гибели животного.
Разработка была выполнена по инициативе клиники экспериментальной терапии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России совместно с МИП Biomimetix, действующим на базе НИТУ «МИСиС», при строгом учете медико-технических требований, сформулированных оперирующими хирургами ветклиники.
«Опытный образец имплантата представляет собой опорный каркас в форме эллиптического цилиндра, выполненного из перфорированной ленты никелида титана, и срабатывающий на основе эффекта памяти формы в интервале температур 38−45°С при контакте с подогретым тампоном. Установленный в гортань имплантат поддерживает хрящи гортани в оптимальном положении, препятствуя перекрытию дыхательных путей и возвращая пациенту возможность естественного дыхания», – рассказал один из авторов работы, магистрант кафедры «Обработка металлов давлением» НИТУ «МИСиС» Дамир Ашимбаев.
Спустя 2,5 месяца после установки имплантата наблюдается прорастание ткани сквозь перфорации (рис. 1 в) и его полная интеграция в гортани пациента.
Рисунок 1. Результаты клинических испытаний: а) модель имплантата; б) имплантат в гортани мопса непосредственно после установки; в) интеграция имплантата через 9 дней после операции; г) рентгеновский снимок пациента, стрелка указывает на имплантата
Как пояснил Дамир Ашимбаев, «имплантат устанавливается при тяжёлой форме заболевания. Ранее единственным методом его лечения, когда пациент уже не реагирует на кислородную масочную терапию, было наложение трахеостомы. Через кожный покров в области шеи в трахею устанавливают трубку — стому. Сама стома требует поддержания постоянной гигиены, очистки от слизи, шерсти, иначе произойдет ее закупорка».
Ветеринары решили найти иной способ лечения, так как собаки после трахеостомии могут дышать только через трубку. Они провели ряд попыток изготовить имплантаты, которые не дали нужного результата, после чего были привлечены материаловеды НИТУ «МИСиС». В итоге была разработана технология производства имплантата в заданном диапазоне размеров, изготовлена небольшая серия и отработаны режимы их термообработки.
В результате установки имплантатов двум пациентам была доказана эффективность его применения в клинической практике. В настоящий момент разработчики заняты поиском более технологичного дизайна имплантата с целью снижения его себестоимости, а также отработкой технологии покрытия устройства пористым полимером для улучшения интеграции имплантата.