В НИЯУ МИФИ представлена разработка, способная изменить подход к восстановительной хирургии. Студентка третьего курса Маргарита Керученко создала композитный материал на основе фосфата кальция, который не только замещает удалённые фрагменты костей, но и постепенно рассасывается, стимулируя рост собственных тканей, а также выявляет и уничтожает остатки раковых клеток. Научная работа под названием «Получение стронций замещенного витлокита, допированного катионами эрбия» решает давнюю проблему хирургов-онкологов: чем заменить часть кости, удалённую из-за саркомы, и как минимизировать риск рецидива.
В отличие от существующих имплантатов, новый материал выступает не просто протезом, а полноценным биологическим конструктором. В его основе — синтетический β-трикальцийфосфат (витлокит), структура которого позволяет вводить различные элементы. Стронций отвечает за биорезорбируемость — способность материала безопасно растворяться в организме, а эрбий, как поясняет Маргарита Керученко, даёт сразу два эффекта. Во-первых, это рентгеноконтрастность: хирург может видеть, как установлен имплантат. Во-вторых, открывается возможность для фототермической абляции. Если после операции возникают метастазы, на участок с имплантатом направляют лазер: благодаря эрбию материал нагревается и уничтожает раковые клетки, не повреждая здоровые ткани. Таким образом, разработка выполняет двойную функцию — служит каркасом для восстановления кости и страхует пациента от рецидива.
В науку Маргарита, выросшая в семье врачей, пришла ещё в школе. Обучение в Балтийском федеральном университете, победа в конкурсе «Юниор» и поступление в МИФИ без экзаменов определили её траекторию. Сегодня она совмещает учёбу с работой в Лаборатории керамических и композитных материалов Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН. Уникальность проекта заключается не только в химическом составе, но и в технологии производства. Вместо стандартных методов материал планируют изготавливать с помощью 3D-печати, что позволит создавать индивидуальные имплантаты, точно повторяющие форму удалённого участка кости — будь то фрагмент конечности или мелкая кость.
«Пока не начнётся активная выработка остеобластов и костная ткань не заместит имплантат, он должен выдерживать все нагрузки. При этом материал не резервируется в организме, а со временем полностью рассасывается и выводится», — подчёркивает исследовательница. Рынок костно-замещающих материалов в России сегодня находится в стадии активного импортозамещения. По словам Маргариты, после ухода зарубежных игроков в стране началась активная разработка отечественных биоматериалов. Хотя сейчас основную нишу занимают гидроксиапатит и кальций-магниевые цементы, новый композит со стронцием и эрбием имеет все шансы занять свою нишу благодаря аддитивным технологиям и противоопухолевым свойствам.
До появления материала в клинической практике ещё далеко. Проект находится на стадии лабораторных исследований. Впереди — цикл испытаний in vitro, доклинические и клинические исследования, оформление патентов. «Мы должны быть уверены, что наш материал эффективен и безопасен, ведь речь идет о здоровье людей», — резюмирует Маргарита Керученко. Однако первые результаты уже позволяют говорить о том, что российская наука нашла перспективный способ совместить высокие технологии с заботой о жизни пациента.
