Группа ученых из Сеченовского университета и Института фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН предложила новое применение лазерных технологий для коррекции формы трансплантатов хрящей. Он позволяет создавать имплантаты для гортани сложной формы и предотвращает их деформацию после пересадки. Подробности исследования можно найти на страницах Laser Physics Letters.

New clinical application of laser correction of cartilage shape for implantation in otolaryngology

Laser modelling of costal cartilage implants (grafts) of a given shape is a new promising technology in laser medicine. When the final shape of an implant is formed with a surgical scalpel, residual stresses lead to the distortion of the implant and decrease its survivability after the surgery. Laser-induced relaxation of the interstitial residual stresses without disturbing tissue functionality opens new possibilities for a wide range of implantology problems.
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1612-202X/aafd21/meta

Хрящи сложной формы изготавливают либо из искусственных материалов – тантала, никелида титана или гидроксиапатита –, либо из биосовместимых тканеинженерных материалов – реберных хрящей донора. Чтобы подготовить хрящ к пересадке, его необходимо изогнуть, и сделать так, чтобы он сохранял свою форму и после пересадки. Добиться этого только с помощью скальпеля сложно. Лазерное излучение, которое уже широко применяется в медицине для модификации тканей, например, изменения формы носовой перегородки или хрящей уха, может стать инструментом для подготовки имплантатов сложных форм.

Схема процедуры лазерной септохондрокоррекции.
a. Исходная деформация хряща носовой перегородки; б. Придание деформированному хрящу
заданной формы путем механического воздействия; в.Введение контактора; г. Лазерное воздействие.

Авторы работы предложили способ придавать хрящу форму при помощи пучков инфракрасного излучения, как это делается во время операций по выпрямлению носовой перегородки. Имплантат закрепляют на поверхности и направляют на него пучки инфракрасного излучения: материал нагревается до 65-70°С и становится пластичен. Эта процедура помогает снизить напряжение материала при его деформации, однако требует точно рассчитывать характеристики излучения, чтобы не привести к смерти клеток и разрушению компонентов внеклеточного матрикса хряща.

Ученые проверили эффективность метода, изготовив несколько имплантатов из реберных хрящей кроликов. Пересадив их другим кроликам, авторы убедились, что спустя 14-16 недель после операции имплантаты сохраняли форму. Более того на краях имплантата началась регенерация клеток.

В практике метод впервые применили в 2017 году для операции на пациенте с хроническим стенозом (сужением) гортани. Для изготовления имплантата ученые отобрали ткань из реберного хряща самого пациента и рассчитали требуемую мощность лазера, учитывая толщину материала и распространение тепла в нем. Во время обработки хрящ прижимали к поверхности одного из двух металлических колец, различающихся диаметром, а после обработки помещали в физиологический раствор, где он принимал свою постоянную форму.

Компьютерная томография спустя 6 месяцев после операции подтвердила стабильность имплантата.

Источник: https://indicator.ru/news/2019/06/14/lazer-pomozhet-sozdavat-implantaty-lyuboj-formy/