具有形状记忆功能，可在生物体内降解，新型植入体助力受伤动物恢复运动

来源：环球时报

【环球时报综合报道】俄罗斯科学家发明一种具有形状记忆功能的可生物降解植入体，用于治疗动物关节损伤。使用该植入体可避免二次手术，加快患病动物康复并减少并发症。专家认为，推广这种植入体将使兽医服务更加便捷。

植入体固定病变关节

俄罗斯国立科技大学专家发明的一种固定动物病变关节的植入体原型，可逐渐在动物体内安全降解，从而避免二次手术。该植入体材料具有形状记忆效果，可精确适配患病动物个体解剖结构，加快术后康复并避免并发症。这一发明用于关节固定术，即通过固定关节消除因严重组织损伤引起的慢性疼痛。科技大学“生物材料学iPhD”项目硕士生卡恰林娜说：“具有形状记忆功能的复合材料，是骨科领域创新医用材料之一，能显著提高骨骼重建功能性。关节固定术需要支撑恢复中的动物肢体，因此材料不仅要具备生物相容性，还必须在力学性能上符合肢体管状骨特点。我们希望这种结构能加速动物术后恢复并降低并发症风险。”

传统关节固定术广泛使用金属构件。要确保手术成功，须提前确定连接骨骼的固定角度，针对不同动物个体进行个性化定制，固定角度取决于动物种类、个体状况、待恢复肢体的功能、手术区域骨骼基础的特征及具体临床情况。为最大程度降低并发症风险并加快康复，研究人员开发了植入体实验样品。样品由3D打印而成，采用具有形状记忆功能的可被生物吸收的聚合物，并填充羟基磷灰石和二氧化硅。这种组合提高了结构强度和与骨组织的相容性。完成植入术后，植入体材料将在多种生理活性因素作用下在动物体内降解。具有形状记忆效果的附加连接结构，有助于将关节精准固定到正确解剖学位置，减轻动物机体负担并降低感染风险。

打造个性化生物工程结构

科技大学生物医学工程学院教授阿尼西莫娃说：“这种方法优点在于打造个性化生物工程结构，最大程度减少动物的跛行行为，并将植入体固定在维持动物运动系统对称性所需位置，以确保被固定关节最佳贴合度。”实验结果表明，活细胞能很好地附着在植入体表面，并且植入体降解产物对机体无毒。未来一年，科学家将测试样品在动物体内的自定位能力，并分析其生物相容性和有效性。

由于会让动物关节暂时失去活动能力，对患病动物实施关节固定术通常是迫不得已的选择。为了加快康复，兽医们力求最大程度地保留动物肢体的功能性。这种植入体相当于一种“体内石膏”。高级兽医谢利亚科夫介绍说，这种植入体既适用于小动物，如粉碎性骨折的狗，也适用于大型动物关节内骨折，目的是让关节得到休息。他说：“可被生物降解的植入体和形状记忆植入体已在兽医领域单独应用多年。但将两种功能二合一并加以改进，会使关节固定术更具可及性。目前这种手术材料价格不菲。”

3D打印很有发展前景

俄罗斯人民友谊大学兽医学系副教授卡拉米扬认为，鉴于疼痛、跛行和功能活动受限等动物运动系统疾病高发，这项成果极具现实意义。她说：“不过，验证效果需要进行一系列体内实验，包括在实验动物体内植入，并对目标动物进行后续研究。此外，还要研究生物降解周期（生物材料在生物环境中的分解过程）及其是否足以帮助动物恢复。”卡拉米扬认为，生物医学和生物工程领域应用先进增材制造技术和3D打印，很有发展前景。

本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊，内容由《俄罗斯报》提供。