Исследователи провели эксперимент на грызунах и проверили три редкоземельных металла, которые часто используют для производства медицинских имплантатов.
Исследователи Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии им. акад. 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.
Результаты их работы были опубликованы в издании Materials. Эксперимент получил поддержку грантом Российского научного фонда (РНФ).
Зачем металлы добавляют в имплантаты
Большая часть имплантатов делают из титана и его сплавов. Этот материал имеет множество достоинств: он отличается прочностью, хорошо приживается в теле человека и не отторгается живыми тканями.
Однако даже самые долговечные титановые сплавы со временем все равно приходят в негодность. Поэтому исследователи пытаются найти способы повысить их прочность с помощью дополнительных компонентов.
Один из методов — использовать редкоземельные металлы. Эти соединения помогают продлить срок службы имплантатов.
Еще недавно считалось, что подобные добавки абсолютно безопасны.
Суть исследования
Авторы нового исследование провели эксперимент. Они отобрали 46 самцов крыс. Всех грызунов поделили на четыре группы. Первым животным под кожу вставили титановый имплантат с иттрием, крысам из второй группы — с лантаном, из третьей — с церием. Четвертая группа стала контрольной, грызуны из нее получили имплантаты из чистого титана.
Четыре недели ученые следили за здоровьем крыс, отслеживали их вес, температуру тела, локальную температуру в зоне установки имплантатов.
Что удалось узнать
За время эксперимента состояние животных из всех групп в целом было в норме: их масса и температура тела не изменились.
Но через семь дней после старта эксперимента у крыс с имплантатом из титана и иттрия температура в месте операции снизилась на 1,6 градуса, а у грызунов с титаном и лантаном в теле — повысилась на 0,9-1,2 градуса. Еще через неделю температура у всех подопытных пришла в норму.
Это указывает на более активную воспалительную реакцию после операции, которая постепенно снизилась.
Через три месяца после операции ученые взяли у крыс анализ крови. Оказалось, что у животных, получивших имплантаты из лантана и церия, повысился показатель, указывающий на поражение печени и почек. А вот у испытуемых, которым внедрили имплантаты с титаном и иттрием, такого не было.
Результаты исследования указывают: исследователям есть смысл использовать именно иттрий для разработки более долговечных и безопасных титановых сплавов в будущем.
