Sintētiskie kaulaudi – “rezerves daļas” cilvēkam 1
Cilvēks ir “mašīna” bez rezerves daļām, teic Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Biomateriālu un biomehānikas institūta (BBI) Biomehānikas zinātniskās pētniecības laboratorijas vadītājs, vadošais pētnieks, inženenierzinātņu doktors VISVALDIS VĪTIŅŠ.
Ja notiek nelaimes gadījums – gūts lūzums vai cits bojājums, audus nav ar ko aizstāt. Tāpēc akadēmiķa Ivara Knēta vadītā RTU BBI zinātnieki pēta bioloģiskos audus un izstrādā to aizvietotājus, izmantojot sintētiskos materiālus.
Viens no RTU BBI Biomehānikas zinātniskās pētniecības laboratorijas darba virzieniem ir kaulaudu pētījumi. Pirmos pētījumus biomehānikā Visvaldis Vītiņš sāka jau 1977. gadā. Tolaik viņš pētniecības grupas sastāvā centās atrisināt problēmu, kā kaula lūzuma gadījumā sasaistīt kopā abus tā galus. Laboratorijas uzmanības centrā tolaik bija kaula reģenerāta – materiāla, kas veidojas starp lauzta kaula fragmentiem, ja tie mehāniski savienoti ar stieņiem, adatām, plāksnēm vai skrūvēm, – mehāniskās īpašības formēšanās periodā. Pēdējos gados laboratorija pievērsusies citai aktuālai problēmai.
– Lai lūzumu gadījumos savienotu divus kaulus, bieži izmanto metāla protēzes, bet tās slikti sadzīvo ar kaulaudiem. Ja šo protēzi pieskrūvē pie slodzi nesošiem kaulaudiem, metāls pamazām kaulu sagrauž. Lai metāla protēzi nostiprinātu, vajadzīga kvalitatīva saistviela – kaulu cements, – stāsta Visvaldis Vītiņš. No diviem šā cementa veidiem – akrilāta un kalcija fosfāta – RTU BBI Biomehānikas zinātniskās pētniecības laboratorija pētījumam kā pirmo izvēlējās uz akrilāta bāzes veidotu kaulu cementu, kas pēc īpašībām līdzinās organiskajam stiklam. Lai gan šo materiālu kaulaudu protezēšanas operācijām izmanto jau kopš pagājušā gadsimta vidus, tam aizvien piemīt būtiski trūkumi – slikta biomehāniskā saderība ar kaulaudiem un īss kalpošanas laiks (6 – 15 gadi).
– Veidojot jaunu cementa kompozīciju, zinātniskajā darbā izmantojām institūta vadošās pētnieces Valentīnas Krilovas izstrādātās telpiskās 3D polimēra struktūras akrila kaula cementa komponentus, kas kaulu cementam, salīdzinot ar klasisko, nodrošina labākas īpašības. Akrila kaulu cementa saderību ar bioloģiskajiem kaulaudiem mēģinājām uzlabot, modificējot ar dažādām piedevām, piemēram, pievienojot kaulaudu minerālās daļas neorganiskos sāļus – kristālisko un amorfo hidroksilapatītu. Tos ieguva vadošais pētnieks Viktors Filipenkovs, noteiktā termiskā režīmā apstrādājot liellopu kaulus – noārdot tik tālu, lai maksimāli saglabājas struktūra, bet vairs neveidojas bioloģiskā nesaderība. Kaulu cementu vēl modificējām, bagātinot ar šķiedrvielām. Iegūtais materiāls laika gaitā kļūst nedaudz porains, līdz ar to dabiskajam kaulam tajā vajadzētu ieaugt, veidojot labāku un ilgāku saķeri, – secina Visvaldis Vītiņš. Un piebilst, ka šis kaulu cementa veids vairāk piemērots poraino jeb spongiozo kaulaudu (zema blīvuma kaulaudu struktūra, kas atrodas garo kaulu galos) atjaunošanai. Vienkāršoti ilustrējot, operācija notiek šādi – ārsts atdala bojātā kaula galu un ar akrila cementu tajā nofiksē metāla protēzi. Biežāk šo operāciju veic gados vecākiem pacientiem, kam kaulu dabiskās atjaunošanās spējas ir būtiski samazinājušās.
Diemžēl šis RTU pētījums šobrīd ir apstājies, jo tālākam darbam un eksperimentiem nav līdzekļu. Arī sapnis reiz ieraudzīt ražotni, kurā gatavotu kaulaudu cementu, šobrīd ir bez reāla seguma.
– Informācija par šā pētījuma rezultātiem cirkulē kopējā pasaules zinātnes “katlā” un cerams pamudinās citu valstu zinātniekus pievērsties šīs jomas tālākai izpētei, – teic Visvaldis Vītiņš.
