Un grupo internacional de científicos de materiales del NUST MISIS Center for Composite Materials desarrolló un compuesto bioactivo de polímero-cerámica para la fijación de implantes y la restauración de defectos óseos en el cráneo. Una composición innovadora del material a base de biocerámica derivada de la cáscara de huevo proporciona una mayor resistencia y biointegración de los implantes. Los resultados del trabajo fueron publicados en la revista científica internacional Revista de sociedades asiáticas de cerámica .

El polimetilmetacrilato (PMMA) es un polímero sintético utilizado por los cirujanos como "cemento óseo" debido a sus propiedades de autocurado y resistencia. Pero este material es bioinerte por naturaleza, por lo tanto, tiene interacciones químicas y biológicas débiles con los tejidos vivos y apenas se integra con los huesos.

Los científicos están investigando activamente el PMMA con el fin de 'optimizarlo' para una aplicación más amplia en varios campos biomédicos, por ejemplo, asegurando una fijación confiable de articulaciones / implantes artificiales, fijadores dentales, cierre de defectos craneales en diversas lesiones, etc.

El equipo del Centro de Materiales Compuestos NUST MISIS ha resuelto este problema modificando el polimetacrilato de metilo, añadiendo diópsido, un material de la categoría de biocerámicas de silicato. Es conocido por propiedades tales como la falta de toxicidad para las células vivas, biodegradabilidad y capacidad para estimular la osteogénesis:la formación de tejido óseo en su superficie.

"Las cáscaras de huevo tienen beneficios para la salud, como la mineralización y el crecimiento de los huesos, tratamiento de la osteoporosis, y por tanto se utilizan como injerto óseo. Hemos adoptado un enfoque rentable para reciclar los desechos biológicos para mejorar la calidad de vida de los pacientes con enfermedades óseas. Para la producción de composites, se utilizó diópsido obtenido de cáscaras de huevo, "dice Inna Bulygina, coautor del estudio, Estudiante de iPhD en Ciencias Biomateriales en NUST MISIS.

Los desarrolladores propusieron optimizar el material agregando cerámicas bioactivas a la matriz de polímero de PMMA.
"Como resultado, obtuvimos un material compuesto poroso de PMMA / diópsido, que fue producido por el método de fundición con disolvente. Durante los experimentos, probamos diferentes proporciones de diópsido:25%, 50% y 75%, "añadió Rajan Choudhary, uno de los autores del desarrollo, Postdoctorado en NUST MISIS.

Según el científico, Se sabe que el proceso de formación y reabsorción ósea está regulado por varios agentes, incluyendo factores de crecimiento, proteínas y hormonas. Al mismo tiempo, varios iones, como el fósforo, calcio, estroncio, magnesio y dióxido de silicio, están involucrados en la regeneración, mineralización y metabolismo de los huesos, y son estos elementos los que aseguran la introducción de diópsido en el material compuesto.

"Las muestras que contienen 50% de diópsido han mostrado el mejor resultado:han demostrado un aumento de 4 veces en la resistencia a la compresión, y después de 4 semanas de pruebas in vitro han demostrado una buena capacidad para depositar minerales óseos en su superficie. Al mismo tiempo, hemos encontrado que las propiedades mecánicas de los compuestos porosos obtenidos corresponden a las propiedades del hueso esponjoso del cuerpo humano, "añadió Rajan Choudhary.

Según los científicos, Los residuos de las industrias agrícolas y alimentarias pueden utilizarse para la producción industrial de material quirúrgico. Sin embargo, colección, La limpieza y el reciclaje requerirán una recogida selectiva de residuos.

En la actualidad, los desarrolladores están completando una serie de pruebas de laboratorio de las muestras obtenidas.