Титановая пена — материал для сверхпрочных костей-имплантатов
Среди персонажей комиксов самым стойким считается супергерой Росомаха из «Людей Икс», в тело которого был вживлен скелет из адаманта — вымышленного металла повышенной прочности (от древнегреческого αδαμας — «несокрушимый»). Впрочем, ученые из дрезденского Института промышленных технологий и перспективных исследований материалов имени Фраунхофера разработали технологию, которая, возможно, позволит создавать скелеты прочнее адамантовых. Дрезденская группа утверждает, что титановая пена вскоре сможет заменить традиционные металлические имплантаты, — а также использоваться для полной замены костей или укрепления поврежденных.
Традиционно имплантаты делают из сплошного металла — как правило, титана. Он хорошо адаптируется телом, однако такие имплантаты намного плотнее, чем обычные кости. Это означает, что имплантат несет большую нагрузку, чем кости, которые находятся рядом, считает Питер Квадбек из Института промышленных технологий и перспективных исследований материалов имени Фраухофера. В худшем случае уменьшение нагрузки на кости будет способствовать их деградации, в то время как имплантат будет расшатываться, а в конечном итоге потребует замены.
Сейчас Квадбек и его коллеги работают над титановым имплантатом с пенообразной структурой: исследователь пытается воссоздать структуру, аналогичную губчатому слою кости. В сравнительных тестах титановая пена показывает более эффективный результат, чем имплантат из сплошного металла, и проявляет удивительную гибкость. Кроме того, титановая пена способствует более эффективному срастанию костей.
Однако важнее всего, что титановая пена образует пористую структуру, поэтому кость может не только вырасти вокруг такого имплантата, но и срастись с ним, образуя единое целое в процессе "остеоинтеграции".
Титановая пена производится из насыщенной пенополиуретановой пены с раствором титанового порошка и связывающих агентов. Частицы титана прилипают к полиуретановой матрице, которая затем испаряется вместе со связывающими веществами. В результате получается титановая решетка, которая для укрепления подвергается тепловой обработке.
Изучение свойств титановой пены продолжается — пока возможность ее использования в человеческих телах официально не подтверждена. Сейчас Квадбек и его коллеги работают вместе с врачами, чтобы понять, насколько новая разработка годится для лечения травм.
Петер Ли из отдела изучения материалов Имперского колледжа Лондона впечатлен результатами исследований свойств титановой пены. Он говорит, что это новое открытие может стать лучшим решением в таких ситуациях, как, например, преодоление длинных разрывов между сломанными костями.
Ююян Чжао, инженер Университета Ливерпуля, добавляет, что титановую пену можно использовать для вживления в тела тех людей, чьи кости слишком слабы. Это лучше, чем пытаться заживить кости естественным способом или использовать другие типы имплантатов.
По материалам newscientist.com
Технологии имплантации:
Имплантат-болеутоляющее
Даласская компания MicroTransponder разрабатывает микрочип, который будет использоваться для лечения хронических болей и других невралгических расстройств. Электрические импульсы, создаваемые этим устройством, подавляют нервные сигналы боли, которые передаются на спинной мозг. Чип может программироваться даже при помощи наладонника.
Стимулятор блуждающего нерва (VNS)
Стоимость операции по вживлению чипа размером с небольшое печенье от компании Cyberonics составляет от 25 до 35 тыс. долларов. Устройство уменьшает частоту и тяжесть припадков эпилепсии. Принцип работы схож с кардиостимулятором – чип крепится на блуждающий нерв в район шеи пациента. Стимулятор блуждающего нерва – не панацея от эпилепсии, однако устройство серьезно улучшает жизнь больного. В будущем ученые планируют использовать VNS для лечения различных заболеваний мозга, а также психических расстройств и даже депрессии. Кроме того, чип стимулирует нервы гортани, что может привести к новым способам лечения кашля, фарингита, проблем с голосовыми связками, боли в горле.
Имитаторы мускулов
Стоимость вживления силиконового протеза не превышает 8 тыс. долларов. Наибольшей популярностью у некоторых культуристов пользуются протезы икроножных мышц и бицепсов.
Магнитные имплантаты
В 2005 году студент нейрохирургического университета Аризоны Стив Хаворт согласился вживить себе под кожу безымянного пальца правой руки магнит. Теперь Стив может не только притягивать к себе легкие металлические предметы, но и чувствовать магнитное поле, так как имплантат плотно сросся с нервами пальца. Он может точно определить, находится ли электрический кабель под напряжением, а частота принятого в США магнитного поля в 60 Гц напоминает ему «легкое, быстрое жжужание».