Исследователи Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук и Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени академика Г. А. Илизарова обнаружили, что редкоземельные металлы в имплантатах могут влиять на печень и почки.
Оказалось, что лантан и церий потенциально опасны, а вот иттрий негативных эффектов не продемонстрировал.
Их труд был обнародован в публикации . Эксперимент получил поддержку грантом .
Зачем металлы добавляют в имплантаты
Имплантаты чаще всего изготавливаются из титана и сплавов на его основе. Этот материал обладает целым рядом положительных качеств: он отличается прочностью, хорошо приживается в теле человека и не отторгается живыми тканями.
Даже самые надежные титановые сплавы со временем подвергаются деградации. В связи с этим ученые ищут методы увеличения их долговечности за счет добавления других веществ.
В качестве одного из способов можно применять редкоземельные металлы . Благодаря этим соединениям удается увеличить продолжительность эксплуатации имплантатов.
Ранее существовало мнение, что эти добавки не представляют никакой опасности.
Суть исследования
В рамках нового исследования ученые провели эксперимент, в котором приняли участие 46 самцов крыс. Этих грызунов разделили на четыре группы. Первой группе животным подкожно имплантировали титановый имплантат с добавлением иттрия, крысам во второй группе – с лантаном, а крысам в третьей – с церием. Четвертая группа послужила контрольной: грызунам из этой группы были введены имплантаты, изготовленные из чистого титана.
В течение четырех недель ученые наблюдали за состоянием здоровья крыс, отслеживали их вес, температуру тела, локальную температуру в зоне установки имплантатов.
Что удалось узнать
В ходе проведения эксперимента общее состояние здоровья животных во всех группах оставалось стабильным, поскольку не было зафиксировано изменений в массе тела и температуре.
Через неделю после начала эксперимента у крыс, которым был имплантирован титан и иттрий, зафиксировано снижение температуры в области хирургического вмешательства на 1,6 градуса, а у грызунов с титаном и лантаном в теле — повысилась на 0,9-1,2 градуса. Через неделю температура тела у всех испытуемых вернулась к нормальным значениям.
Замечено, что после хирургического вмешательства наблюдалась повышенная воспалительная активность, которая со временем уменьшилась.
Спустя три месяца после хирургического вмешательства у крыс был проведен анализ крови. Анализ показал, что у особей, которым были введены имплантаты на основе лантана и церия, наблюдалось увеличение показателей, свидетельствующих о повреждении печени и почек. У тех испытуемых, которым были установлены имплантаты на основе титана и иттрия, подобного эффекта не наблюдалось.
Результаты исследования указывают: исследователям есть смысл использовать именно иттрий для разработки более долговечных и безопасных титановых сплавов в будущем.
