К имплантационным материалам (т.е. материалам, помещаемым в организм во время хирургических вмешательств) предъявляются определенные требования, другими словами, они должны обладать свойствами биосовместимости (не отторгаться и не вести себя в тканях подобно инородным телам (инкапсулироваться)). Понятие биосовместимость включает в себя не только биохимическую совместимость (материалы не должны вступать в химические реакции с биологическими жидкостями), но и биомеханическую совместимость. Последняя заключается в гармоничном поведении имплантационных материалов с тканями организма в процессе его функционирования (т.е. нагрузки и разгрузки). Данное явление можно объяснить на многих примерах, в частности зубной имплантации. Известно, что при жевательной нагрузке зуб погружается в толщу челюстной кости на 0,1-0,2 мм, после устранения нагрузки – возвращается в исходное положение. Костная ткань челюсти (как и других костей) также во время нагрузки и разгрузки деформируется и восстанавливает исходную форму. Искусственный корень зуба (дентальный имплантат) помимо отсутствия химического взаимодействия с окружающими тканями, для гармоничного взаимодействия с костными тканями реципиентной зоны, должны при функционировании вести себя подобным образом. В противном случае организм такие имплантаты отторгает, так как костная ткань вокруг функционирует по одним законам, а «жесткий» имплантат – по другим. По аналогии возможно привести множество других примеров.
В настоящее время свойствами, аналогичными по поведению с биологическими тканями, обладают имплантаты, изготовленные из сплавов на основе никелида титана, так называемые материалы с памятью формы, разработанные в НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы (г. Томск). Они отвечают более высокому уровню медико-технических требований и обладают новой совокупностью свойств: сверхэластичностью при температуре тела, «памятью» формы при изменении температуры, высокой коррозионной стойкостью в условиях длительной знакопеременной деформации, высокой проницаемостью и смачиваемостью.
Многолетний труд российских исследователей выразился в создании принципиально нового поколения медицинской техники и технологий с применением данных материалов для широкого круга медицинских целей в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, травматологии, хирургии, нейрохирургии, оториноларингологии, урологии, офтальмологии, онкологии и других областях медицины.
Разработаны и внедрены в медицинскую практику: фиксаторы для остеосинтеза лицевого скелета и костей конечностей; тела позвонков и фрагменты таза; устройства для создания межкишечных и желудочно-кишечных анастомозов; эндопротезы для сосудистой хирургии; материал для замещения дефектов тканей; опорные каркасы трахеи, бронхов и пищевода; зубные имплантаты, ортодонтические системы и литейные медицинские сплавы; кератопротезы; шовный хирургический материал и другие сверхэластичные конструкции с памятью формы. Подобного спектра разработок имплантатов нет ни в одной стране мира.
Разработанный и предложенный новый класс материалов на основе никелида титана, удовлетворяющий свойствам тканей и условиям их гистерезисного поведения. Используя методы индукционной плавки и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, созданы материалы с заданным комплексом свойств для различных направлений медицины (марки сплавов: ТН-10, ТН-ХЭ, ТН-20, ТН-1А, ТН-1В). Данный класс материалов характеризуется оптимальным сочетанием удельного веса, прочности и пластичности, износо- и циклостойкости, коррозийной стойкости и значительным сопротивлением усталости. Исходя из того, что тканям организма свойственны ряд характеристик, имеющих наиважнейшее значение, такие как: пористость, проницаемость, смачиваемость, авторами представлены разработки материалов для длительного функционирования в организме (сплавы серии ТН–1П). Имплантаты, изготовленные из таких материалов, позволяют качественно, по-новому решить проблему создания искусственных органов, эндопротезов и тканевых систем. Они, как и ткани, характеризуются гистерезисным поведением и с запаздыванием реагируют на изменение напряжения и деформации, имеют заданное распределение пор по размерам и соответствующий уровень проницаемости и смачиваемости.
На сегодняшний день широкий спектр разработок включает новые уникальные методы остеосинтеза фиксаторами с памятью формы при повреждениях и заболеваниях лицевого черепа. Сюда входят остеосинтез при переломах нижней и верхней челюсти, скуловой кости, остеосинтез после остеотомии челюстей в ортогнатической хирургии, при удалении злокачественных опухолей полости рта, глотки, а так же при переломах, осложненных остеомиелитом. Одним из крупных результатов в разработке и внедрении новых биосовместимых сверхэластичных материалов и имплантатов с гистерезисным поведением являются методы эндопротезирования костей лицевого скелета. Эндопротезирование верхней и нижней челюсти, орбиты и височно-челюстного сустава с использованием пористо-проницаемых имплантатов по форме соответствующих костным дефектам ставят пластическую хирургию на качественно новый уровень. Созданные имплантаты выполняют функцию замещенных костных тканей в течение всей последующей жизни.
Важным разделом, в котором внесен значительный вклад, является ортопедия и дентальная имплантология. Российскими учеными представлены разработки новых методов протезирования с использованием сверхэластичных имплантатов с памятью формы. Структура имплантатов способна адаптироваться к тканевой системе и нести значительные функциональные нагрузки. Разработанные методы протезирования позволяют сегодня расширить показания к имплантации.
Ниже представлены основные имплантационные материалы, применяемые в хирургии для выполнения различных задач.
