恢复受伤动物行走能力 俄开发新植入体

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固定病变关节

俄罗斯国立科技大学（NUST MISIS）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。该植入提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动物慢性疼痛手术。科技大学“生物材料学iPhD”项目硕士生卡恰林娜（Polina Kachalina）说：“具有形状记忆效果的复合材料，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。”

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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，这个角度针对每只动物个性化确定，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，采用具有形状记忆效果的可生物吸收聚合物，以羟基磷灰石和二氧化硅为矿物填充。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。

科技大学生物医学工程学院教授阿尼西莫娃（Natalya Anisimova）说：“这种方法优点在于打造个性化生物工程结构，最大程度减少跛行，确保被固定关节最佳贴合度，并将其固定在维持运动系统对称性所需位置。”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。 

植入体的功能

由于会让关节暂时失去活动能力，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功能性负荷。实际上，这是一种“内部石膏”，用于不适用其他疗法的情况。高级兽医谢利亚科夫（Mikhail Shelyakov）介绍说，这种植入体既适用于小动物，如发生复杂粉碎性骨折的狗，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：“可生物降解植入体和形状记忆植入体已在兽医领域单独应用多年。但将两者整合于单一产品并加以改进，会使关节固定术更具可及性，因为目前这种手术材料价格不菲。”

俄罗斯人民友谊大学兽医学系副教授卡拉米扬（Arfeni Karamyan）认为，鉴于伴随疼痛、跛行和功能活动受限的动物运动系统疾病高发，这项成果极具现实意义和前景。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，是极具前景和现实意义的方向。

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丹尼斯·格里岑科（Denis Gritsenko）