ХОТИТЕ ВОССТАНОВИТЬ КОСТИ?

Нет проблем

Известный фантаст И.Ефремов в романе «Час быка» описал космический аппарат. Окна в нем были сделаны из прозрачного оксида итрия. Киевский профессор Виталий Дубок получил около десятка авторских свидетельств на самые различные виды прозрачной керамики, которые используются в космических кораблях. Еще недавно профессор и его команда работали для НПО «Энергия» - занимались проектом запуска ядерного реактора в космос. Опередил ли фантаст современную науку?.. Профессор Дубок уверен, что писатель внимательно читал реферативные научные журналы. Вот и «угадал» с точностью до формулы состав стекла космического аппарата.

Профессору Дубку удалось чуть приоткрыть завесу будущего потому, что раньше он был ученым секретарем не одной научной организации. Практическая польза от широкого общения дала свои плоды - еще в 1988 году он понял, что наука, ориентированная только на ВПК и широковещательные космические программы, обречена. Срочно необходимо было найти более надежное приложение сил для своей высококвалифицированной команды. Так было принято, как сейчас уже можно сказать, удачное решение искать свое счастье на ниве медицинской керамики.

- В 91-м году, - вспоминает заведующий отделом аналитических методов исследования Института материаловедения НАН Украины профессор Виталий Андреевич Дубок, мне неожиданно удалось побывать на международной конференции в Италии. Здесь мое отношение к биоактивной керамике, к которой ранее я относился резко отрицательно, изменилось. До того я считал, что это малоперспективный синтетический аналог минерального вещества живой кости - гидроксила апатита. Мне казалось, что на этот примитив не стоит тратить время. Но итальянская поездка перевернула мои взгляды...

С этих пор в Киеве в Институте материаловедения стали работать с гидроксил апатитом. И чем больше изучали его особенности, тем более убеждались, что Бог не зря избрал для синтеза кости среди многих минералов именно его - это очень подвижный, удивительный по своим свойствам минерал. Кстати, на Кольском полуострове его добывают в огромных количествах. Правда, он не идеально чист - в нем попадаются все редкоземельные элементы, немало и радиоактивных. Понятно, что те «аматоры», которые под предлогом использования всего «природного и естественного» пробуют применить его в медицинских целях, вряд ли поступают мудро.

Не менее порочен и другой путь - добыть биоактивные вещества для лечения людей с помощью выжигания костей и использования золы. Здесь снова погоня за «естественным продуктом» может обернуться большой бедой. В киевской лаборатории на точнейшем оборудовании проверили состав кости умершего человека. Оказалось, что его кости буквально нашпигованы свинцом. Можно предположить, что это последствие вдыхания городского воздуха, отравленного автомобильными выхлопами.

В отделе Виталия Дубка о керамике знали все, что могла современная наука. Это позволяло им сотворить что угодно. Понятно, что они взялись созидать синтетический гидроксил апатит, который был бы несравненно чище любого натурального. Идея проста -- дать в руки медиков материал, позволивший бы им ремонтировать кости. Ведь не секрет, что травматизм все растет. Нередко хирургам приходится удалять куски костей. Люди становятся инвалидами. Вот бы дать организму строительный материал, из которого он смог бы восполнить потерю...

Гидроксил апатит как раз и открывал пути к попыткам реставрировать пострадавший организм. У него было замечательное свойство - этот природный минерал настолько в равновесии с организмом, что он существует в нем стабильно и постоянно. Но стоит его лишь чуть изменить, и организм - эта поразительно чувствительная химическая машина - начинает вычислять это изменение и растворять. Часто в виде биоактивной керамики используют близкие по составу минералы. Такие минералы служат сырьем, причем быстро потребляемым, которое вокруг себя создает некую напряженность в организме, то есть как бы является неким провоцирующим инородным телом.

Самое интересное в этом то, что врач может дать организму возможность перерабатывать его с разной скоростью - она зависит от многих факторов: возраста организма, кровообращения, места травмы. Организм воспринимает и перерабатывает в полезные для себя вещи все, что только можно переработать. Можно ему дать такой минерал, который будет определять скорость переработки. Так, если изделие высокоактивное, с большой удельной поверхностью (а хорошие химики все что угодно могут синтезировать по заказу), то тогда скорость переработки будет очень большая. Если же сделать керамику плотной, беспористой, тот же организм будет перерабатывать ее в сотни-тысячи раз медленнее. Все это достаточно просто в описании, однако для того, чтобы освоить даже простой синтез необходимой структуры, стехиометрии и чистоты, необходимо очень многое: современнейшее оборудование, опыт, команда специалистов различного профиля. У киевлян все это было и им удалось достаточно быстро создать образцы биоактивной керамики. Они получили сертификат соответствия международным стандартам.

Профессор Дубок стал работать с медиками. Его биоактивная керамика шаг за шагом прошла токсикологические, затем предварительные медицинские испытания. Это испытания на вживление элементов, порошков в животных: крыс, кроликов, собак. Потом наступил этап оформления и согласования медико-технической документации. Это везде сложно. К примеру, когда французы познакомились с качеством киевского порошка биоактивной керамики и узнали его цену, у них сразу же возник предпринимательский интерес. Остановила самая малость - чтобы получить разрешение на его применение во Франции, необходимо выложить... 5 миллионов франков.

Впрочем, и этот барьер удалось бы преодолеть, если бы у киевлян было налажено надежное промышленное производство. Пока же у них есть только лабораторное изготовление. Для организации поточного производства уже готово все - Фармкомитет выдал разрешение: «считать возможным использование гидроксил апатита в медицинских учреждениях Украины и его серийное производство». Остановка за малым - необходимо помещение площадью всего около 30 кв. метров, нужно приобрести оборудование, хотя, как считает профессор Дубок, в крайнем случае, можно обойтись и тем оборудованием, которое уже есть в лаборатории. И нужны средства, 20 - 50 тысяч долларов.

Это производство позволит выпускать около 100 кг порошка, которого вполне достаточно, чтобы обеспечить все потребности Украины. Так что дерзайте, бизнесмены! Предварительный путь пройден. Остается внедрить вполне отработанную технологию в жизнь.

Что сулит применение биоактивной керамики?

На это сегодня пробуют ответить многие медицинские и научные журналы. Немалый опыт применения биоактивной керамики, разработанной киевскими учеными, накопили и украинские медики. Эта работа была начата в Институте усовершенствования врачей на кафедре челюстно-лицевой хирургии профессором Алексеем Солнцевым. Затем ее продолжил преемник заведующего кафедрой Алексей Тимофеев. Здесь удалось помочь очень больным людям, у которых из-за инфекционных процессов выгнила часть нижней челюсти. У одного из таких пациентов четыре передних зуба буквально висели в воздухе. Ситуация казалась безнадежной. Но врачи вычистили кость, заполнили пустоту гидроксил апатитом, и вскоре кость восстановилась - челюсть была спасена. Уже накоплен опыт помощи больным, у которых зубы пострадали из-за пародонтоза.

Виталий Леденец разрабатывает другое направление: ищет пути победы над страшной болезнью - остеопарозом. Она приводит к потере прочности кости - шейка тазобедренного сустава целая, а ниже кость не прочна. Врач ее вычищает, заполняет порошком. Проходит некоторое время, и кость восстанавливается. Прикованный к постели больной начинает двигаться.

Сейчас интенсивно разрабатываются различные медицинские технологии, методики для применения биоактивной керамики в различных областях. К примеру, в Институте онкологии профессор Толстопятов уверен, что порошок найдет применение в онкологии. Уже проделаны успешные опыты по заполнению дефектов в кости.

В стоматологии уже намечается целая революция. Простейший пример - удалили зуб. Образовался дефект челюсти. Соседние зубы начинают расшатываться. Вскоре и они станут кандидатами на удаление. Но на место удаленного зуба можно поставить пробочку - спонжер из гидроксил апатита, пористой керамики либо порошка. Это место ушивается и в течение 3-х месяцев оно зарастает натуральной костью. Тенденция к расшатыванию зубов практически исчезает. Кстати, если у больного нет многих зубов, при этой технологии порядок протезирования... облегчается.

Или вот еще: любой перелом кости - неприятность немалая. Чтобы он быстро зарос, нужен строительный материал для кости. Экспериментально доказано, что лимитирующим фактором для зарастания кости является поставка этого строительного материала кровью. Это очень длительный процесс, если не помочь организму: гидроксил апатит поставить в кость, она быстрее срастается.

Гидроксил апатит открывает перспективы даже перед косметической медициной. Новое направление позволяет внести коррективы в... рост человека, длину ног, даже исправить их кривизну. До сих пор дефекты кости устраняли с помощью аутокости: вырезали где-то косточку и вставляли в нужное место. Но для этого необходимо провести две тяжелые операции. В некоторых странах Юго-Восточной Азии с низкорослым населением отдельные юноши начали удлинять себе ноги. Для этого в распиленную кость (!) вставляется удлиняющий металлический прут. К профессору Дубку уже обращались представители из этого региона с просьбой помочь в нелегкой косметической операции. Виталий Андреевич считает, что если подобная операция сохранит актуальность, то для нее лучше использовать также гидроксил апатит - удлиненная кость через некоторое время приобретет совершенно естественный состав.

В Харьковском институте ортопедии и травматологии при операциях на поврежденном позвоночнике у детей обычно вставляется керамика. Однако биоинертной керамики типа сапфира и у кости разная твердость. Это приводит к тому, что при нагрузках сапфир может деформировать соседние кости. Кроме того, ребенок растет и все это приводит к дефекту позвоночника. Другое дело, если в этом случае воспользоваться разработанным в Киеве препаратом - он постепенно превращается в собственную кость. Человек получает по всем параметрам - механическим, термоизоляционным (а это важно при стоматологических коррекциях для эмали зубов) совершенно полноценное, природное вещество. В общем уже по этим первым применениям гидроксил апатита можно утверждать, что перспективы открываются совершенно невероятные.

Киевляне разработали очень большой набор различных композиционных материалов из гидроксил апатита. Создание новых образцов продолжается. Они проходят сейчас испытания на животных. Многие из этих экспериментов дали очень интересные результаты.

Многие зарубежные партнеры заявляют о своем желании сотрудничать с киевской группой. К примеру, интенсивно идет переписка с авторитетной лабораторией фосфатных соединений стоматологического колледжа Нью-Йорка.

Похоже, что небольшая группа киевских энтузиастов на пороге очень большого успеха. Он пришел бы раньше, если бы не академическая нищета, которая не дает возможности завязать широкие отношения с международным научным сообществом. Нет денег даже на... быструю почту. В результате группа профессора Дубка недавно «пролетела» участие в международном конкурсе на получение гранта. Возможно, когда-то все эти трудности будут вызывать улыбку, но сегодня не до смеха. Выжить бы!..